電站通風(fēng)機和電動機的現(xiàn)場平衡

寇勝利/西安熱工研究院有限公司

摘要:介紹了電站通風(fēng)機和電動機的現(xiàn)場平衡方法，并結(jié)合實例做了說明。
關(guān)鍵詞:通風(fēng)機振動現(xiàn)場平衡
Abstract: Field balancing of fan and motor in power station is introduced, and described by examples.
Key words: FanVibrationField balanling

1　引言

　　轉(zhuǎn)子的平衡可以采用兩種方式：一種是在平衡機上平衡；另一種是在實際運行狀態(tài)下平衡（稱為現(xiàn)場平衡）。后者綜合考慮了各種因素對振動的影響，平衡效果好，而且節(jié)省時間。大多數(shù)的平衡問題均可以通過這種方式解決。

　　就現(xiàn)場平衡的方法而言，可以分為測幅平衡和測相平衡。測幅平衡只需要測量振動的大小，用周移法、三點法等方法進(jìn)行計算。這種方法比較簡單易行，但精度低，啟動次數(shù)多；測相平衡采用可同時測量振幅和相位的儀表。平衡時首先在轉(zhuǎn)子上加一個（或一組）試驗質(zhì)量，通過加重前后振幅和相位的變化，計算校正質(zhì)量的大小和方向。這種方法精度高，啟動次數(shù)少。本文將介紹用測相法對風(fēng)機進(jìn)行的平衡。

2　平衡原理

2.1　不平衡的診斷

　　一般來說，只要振動成分中基頻占主導(dǎo)地位，就可以認(rèn)定存在不平衡�；�頻的幅值取決于不平衡的大小和支撐工程的剛度，相位與不平衡的角度有關(guān)。

2.2　剛性轉(zhuǎn)子的平衡

　　所謂剛性轉(zhuǎn)子，是指轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速，不平衡離心力較小，由此引起的撓曲變形小得可以忽略。

　　剛性轉(zhuǎn)子存在兩種形式的不平衡：靜不平衡和力偶不平衡。從理論上講，在兩個平面平衡可以同時消除這兩種形式的不平衡。

2.3　柔性轉(zhuǎn)子的平衡

　　柔性轉(zhuǎn)子的平衡方法稱為振型法。所謂振型法是根據(jù)柔性轉(zhuǎn)子的振動理論和振型函數(shù)的正交性，分別對轉(zhuǎn)子的各階振型進(jìn)行平衡的一種撓性轉(zhuǎn)子平衡方法。

2.4　試驗質(zhì)量的選擇

　　測相平衡的步驟：首先測量轉(zhuǎn)子的原始振動，然后在轉(zhuǎn)子上加一個（或一組）試驗質(zhì)量，并測量試加后的振動值。依據(jù)試加前后的振動值就可確定校正質(zhì)量的大小和角度。

　　如何確定試驗質(zhì)量的大小和角度是平衡過程的一個重要問題。

　　由振動相位和機械滯后角可以確定試驗質(zhì)量的角度。對于剛性轉(zhuǎn)子而言，從理論上講滯后角接近于零度。當(dāng)然由于測試誤差的存在，會與零度有一定的偏差，但總的來說偏差不會太大。對于柔性轉(zhuǎn)子滯后角，需要結(jié)合不平衡的性質(zhì)以及臨界轉(zhuǎn)速來考慮。

　　試驗質(zhì)量的大小主要依靠經(jīng)驗確定。試驗質(zhì)量過大，有可能使振動進(jìn)一步增大，甚至無法啟動；試驗質(zhì)量過小，引起的振動變化太小，使平衡計算的誤差大。

3　風(fēng)機的平衡

　　風(fēng)機可以看作具有集中質(zhì)量的單輪盤轉(zhuǎn)子。平衡時只需要一個校正平面，校正質(zhì)量安裝在葉輪上。若葉輪有平衡槽，平衡時將校正質(zhì)量安裝在平衡槽內(nèi)；若葉輪沒有平衡槽，平衡時將校正質(zhì)量焊接在輪盤的外緣。

　　風(fēng)機平衡如果沒有影響系數(shù)時，試驗質(zhì)量選擇范圍在300~500g。

　　例1 宣威電廠7A送風(fēng)機

　　該風(fēng)機轉(zhuǎn)速為1500r/min。運行中風(fēng)機軸承的振動值達(dá)到220μm。振動為基頻，判斷為不平衡引起。風(fēng)機葉輪有平衡槽，可在此處加重。平衡過程如表1所示。

　　平衡進(jìn)行了兩次。第一次平衡后，依據(jù)計算結(jié)果將平衡角度調(diào)整了50°，振動達(dá)到滿意水平（見表1）。

表2電動機平衡

序號

摘要

電機軸承振動μm∠（°）

1

2

⊥

→

⊥

→

0

平衡前

31∠157

227∠127

36∠176

220∠132

1

平衡后

11∠243

22∠243

14∠253

25∠222

　　例2　神頭二電廠2號引風(fēng)機振動的診斷與平衡

　　山西神頭第二發(fā)電廠一號爐2號引風(fēng)機，軸功率2987kW，額定轉(zhuǎn)速為1480r/min，葉輪直徑2780mm，風(fēng)機轉(zhuǎn)子重約8t。配套電機功率3500kW，轉(zhuǎn)子重3.5t，平衡槽半徑260mm。支持軸承均為滾珠軸承，軸系示意圖見圖2。

　　1997年3月，該風(fēng)機軸承振動值達(dá)到400μm，停機檢查發(fā)現(xiàn)軸承已損壞。修復(fù)軸承后啟動，振動值仍然超標(biāo)，振動成分以基頻為主。
　　 基頻振動大反映出平衡狀態(tài)不佳。不平衡可能在風(fēng)機葉輪或電機轉(zhuǎn)子，但考慮到風(fēng)機轉(zhuǎn)子的質(zhì)量比電機轉(zhuǎn)子的質(zhì)量大。當(dāng)大轉(zhuǎn)子與小轉(zhuǎn)子連接在一起時，由于前者能量較高，可以將后者激勵起來；而后者對于前者的影響則較小。因此，主要的振源可能在風(fēng)機一側(cè)。

　　基于上述分析，決定首先對風(fēng)機側(cè)做平衡。平衡后各軸承的振動都明顯改善（見表3）。

表3　 風(fēng)機的平衡

序

摘要

校正質(zhì)量

g∠（°）

軸承座振動μm∠（°）

電機軸承

風(fēng)機軸承

1

2

3

4

0

平衡前

0

351∠284

227∠275

221∠179

212∠121

1

平衡后

320∠120

77∠201

113∠189

19∠217

74∠29

注：軸承振動為水平方向。

近日，國家發(fā)展改革委、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會在京召開“百項能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程”啟動會。國家發(fā)展改革委解振華副主任、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會陳鋼主任到會并講話。來自相關(guān)行業(yè)協(xié)會、研究單位、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、部分標(biāo)準(zhǔn)起草單位的60多位人員參加會議。

“百項能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程”重點圍繞支撐高效節(jié)能產(chǎn)品推廣、節(jié)能評估審查制度、萬家企業(yè)節(jié)能低碳行動、綠色建筑行動、淘汰落后產(chǎn)能等重點節(jié)能工作，在今明兩年發(fā)布100項重要節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，重點是終端用能產(chǎn)品能源效率標(biāo)準(zhǔn)和單位產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)。

“百項能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程”啟動實施將進(jìn)一步提高我國終端用能產(chǎn)品的能效市場準(zhǔn)入門檻和高耗能行業(yè)的能耗準(zhǔn)入門檻，充分發(fā)揮節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用，對推廣高效節(jié)能產(chǎn)品，推動節(jié)能技術(shù)進(jìn)步，提高節(jié)能管理水平，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級，促進(jìn)節(jié)能減排，積極應(yīng)對氣候變化，確保實現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

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