大型軸流風(fēng)機(jī)各類振動(dòng)原因分析及處理措施-5頁

1、大型 軸 流 風(fēng) 機(jī)各 類振 動(dòng) 原因分析及 處 理措施軸流風(fēng)機(jī)以其流量大、 啟動(dòng)力矩小、 對風(fēng)道系統(tǒng)變化適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢逐步取代離心風(fēng)機(jī)成為主流。軸流風(fēng)機(jī)有動(dòng)葉和靜葉 2 種調(diào)節(jié)方式。動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)通過改變做功葉片的角度來改變工況，沒有截流損失，效率高，還可以避免在小流量工況下出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對調(diào)節(jié)裝置穩(wěn)定性及可靠性要求較高，對制造精度要求也較高，易出現(xiàn)故障，所以一般只用于送風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)。 靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)通過改變流通

2、面積和入口氣流導(dǎo)向的方式來改變工況，有截流損失，但其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)故障率很低，所以一般用于工作環(huán)境惡劣的引風(fēng)機(jī)。隨著軸流風(fēng)機(jī)的廣泛應(yīng)用，與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相對應(yīng)的振動(dòng)問題也逐步暴露，這些問題在離心式風(fēng)機(jī)上則不存在或不常見。本文通過總結(jié)各種軸流風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)故障案例，對其中一些有特點(diǎn)的振動(dòng)及其產(chǎn)生的原因進(jìn)行匯總分析。一、動(dòng)葉調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致振動(dòng)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)通過在線調(diào)節(jié)動(dòng)葉開度來改變風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，這主要依賴輪轂里的液壓調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)， 各個(gè)

3、葉片角度的調(diào)節(jié)涉及到一系列的調(diào)節(jié)部件，因而對各部件的安裝、配合及部件本身的變形、磨損要求較高，液壓動(dòng)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。動(dòng)葉調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)對振動(dòng)的影響主要分單級葉輪的部分葉片開度不同步、兩級葉輪的葉片開度不同步及調(diào)節(jié)部件本身偏心 3個(gè)方面。（一）單級葉輪部分葉片開度不同步單級葉輪部分葉片開度不同步主要是由于滑塊磨損、 調(diào)節(jié)桿與曲柄配合松動(dòng)、葉柄導(dǎo)向軸承及推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)不暢引起的。這些部件均為液壓缸到動(dòng)葉片之間的傳動(dòng)配合部件，會(huì)導(dǎo)致部分

4、風(fēng)機(jī)葉片開度不到位，而風(fēng)機(jī)葉片重量及安裝半徑均較大，部分風(fēng)機(jī)葉片開度不一致會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量嚴(yán)重不平衡，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)明顯振動(dòng)。單級葉輪部分葉片開度不同步引起的振動(dòng)主要特點(diǎn)如下：1)振動(dòng)頻譜和普通質(zhì)量均不平衡，振動(dòng)故障頻譜中主要為工頻成分，同時(shí)部分葉片不同步會(huì)產(chǎn)生一定的氣流脈動(dòng)， 使振動(dòng)頻譜中出現(xiàn)葉片通過頻率及其諧波，部分部件的磨損及松動(dòng)則會(huì)產(chǎn)生一定的非線性沖擊， 使振動(dòng)頻譜中出現(xiàn)工頻高1)靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)葉片開度的冗余度較大，低負(fù)荷下

5、靜葉開度的變化容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)落入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域，產(chǎn)生流體脈動(dòng)甚至喘振，引起強(qiáng)烈振動(dòng)。2)因焊接剛度、局部應(yīng)力、腐蝕或異物進(jìn)入，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片及導(dǎo)葉嚴(yán)重磨損甚至局部脫落，引起流體脈動(dòng)。3)因風(fēng)機(jī)進(jìn)口流道擋板異常、 異物堵塞等原因， 導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增加， 流量不足，引起流體脈動(dòng)、失速甚至喘振。現(xiàn)場實(shí)際測試數(shù)據(jù)顯示，上述幾種流體脈動(dòng)引起的風(fēng)機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象及特征相似，主要包括以下幾點(diǎn)。1)氣流脈動(dòng)多引起風(fēng)機(jī)機(jī)殼、進(jìn)出口管道及機(jī)殼基礎(chǔ)振動(dòng)，對軸承及

6、轉(zhuǎn)子機(jī)械振動(dòng)的影響較小，起振頻率主要為與轉(zhuǎn)子主頻無關(guān)的低頻成分。2)當(dāng)動(dòng)葉或靜葉磨損、 破裂產(chǎn)生氣流脈動(dòng)時(shí)， 其氣流脈動(dòng)會(huì)與機(jī)械振動(dòng)相耦合，此時(shí)氣流脈動(dòng)故障頻率中會(huì)出現(xiàn)較大的葉片通過頻率及其諧波， 且軸承及轉(zhuǎn)子也會(huì)出現(xiàn)故障頻率。3)氣流脈動(dòng)除引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)變化外，還會(huì)引起風(fēng)機(jī)電流、流量不穩(wěn)，甚至大幅波動(dòng)，導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行的 2 臺風(fēng)機(jī)在同等風(fēng)量下電流差異較大，現(xiàn)場有明顯氣流噪音。三、支撐動(dòng)剛度弱及局部共振導(dǎo)致振動(dòng)大容量軸流風(fēng)機(jī)相比于離心風(fēng)機(jī)，

7、其自重、外形尺寸均較大，支撐連接構(gòu)件也較多， 因設(shè)計(jì)剛度薄弱、 連接松動(dòng)、 局部共振所帶來的振動(dòng)問題也更多、更加難以判別。（一）設(shè)計(jì)支撐動(dòng)剛度較弱大容量軸流風(fēng)機(jī)重量、外形尺寸增加較多，而支撐材料往往比較薄弱。風(fēng)機(jī)多采用 3 水泥座支撐方式，即進(jìn)氣箱支腿、下機(jī)殼支腿、擴(kuò)散筒支腿分別支撐在 3 個(gè)水泥座上， 每個(gè)水泥基座高度較高， 橫截面積不足， 橫向剛度較差，易引起較大的風(fēng)機(jī)橫向振動(dòng)，尤其在風(fēng)機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子傳遞到基座上的作用力增大