電站通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)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(jī)和電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)平衡方法，并結(jié)合實(shí)例做了說(shuō)明。
關(guān)鍵詞:通風(fēng)機(jī)振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)上平衡；另一種是在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下平衡（稱為現(xiàn)場(chǎng)平衡）。后者綜合考慮了各種因素對(duì)振動(dòng)的影響，平衡效果好，而且節(jié)省時(shí)間。大多數(shù)的平衡問(wèn)題均可以通過(guò)這種方式解決。

　　就現(xiàn)場(chǎng)平衡的方法而言，可以分為測(cè)幅平衡和測(cè)相平衡。測(cè)幅平衡只需要測(cè)量振動(dòng)的大小，用周移法、三點(diǎn)法等方法進(jìn)行計(jì)算。這種方法比較簡(jiǎn)單易行，但精度低，啟動(dòng)次數(shù)多；測(cè)相平衡采用可同時(shí)測(cè)量振幅和相位的儀表。平衡時(shí)首先在轉(zhuǎn)子上加一個(gè)（或一組）試驗(yàn)質(zhì)量，通過(guò)加重前后振幅和相位的變化，計(jì)算校正質(zhì)量的大小和方向。這種方法精度高，啟動(dòng)次數(shù)少。本文將介紹用測(cè)相法對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行的平衡。

2　平衡原理

2.1　不平衡的診斷

　　一般來(lái)說(shuō)，只要振動(dòng)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(gè)平面平衡可以同時(shí)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(dòng)理論和振型函數(shù)的正交性，分別對(duì)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(yàn)質(zhì)量的選擇

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

　　如何確定試驗(yàn)質(zhì)量的大小和角度是平衡過(guò)程的一個(gè)重要問(wèn)題。

　　由振動(dòng)相位和機(jī)械滯后角可以確定試驗(yàn)質(zhì)量的角度。對(duì)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(cè)試誤差的存在，會(huì)與零度有一定的偏差，但總的來(lái)說(shuō)偏差不會(huì)太大。對(duì)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(lái)考慮。

　　試驗(yàn)質(zhì)量的大小主要依靠經(jīng)驗(yàn)確定。試驗(yàn)質(zhì)量過(guò)大，有可能使振動(dòng)進(jìn)一步增大，甚至無(wú)法啟動(dòng)；試驗(yàn)質(zhì)量過(guò)小，引起的振動(dòng)變化太小，使平衡計(jì)算的誤差大。

3　風(fēng)機(jī)的平衡

　　風(fēng)機(jī)可以看作具有集中質(zhì)量的單輪盤轉(zhuǎn)子。平衡時(shí)只需要一個(gè)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(shí)將校正質(zhì)量安裝在平衡槽內(nèi)；若葉輪沒(méi)有平衡槽，平衡時(shí)將校正質(zhì)量焊接在輪盤的外緣。

　　風(fēng)機(jī)平衡如果沒(méi)有影響系數(shù)時(shí)，試驗(yàn)質(zhì)量選擇范圍在300~500g。

　　例1 宣威電廠7A送風(fēng)機(jī)

　　該風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min。運(yùn)行中風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)值達(dá)到220μm。振動(dòng)為基頻，判斷為不平衡引起。風(fēng)機(jī)葉輪有平衡槽，可在此處加重。平衡過(guò)程如表1所示。

　　平衡進(jìn)行了兩次。第一次平衡后，依據(jù)計(jì)算結(jié)果將平衡角度調(diào)整了50°，振動(dòng)達(dá)到滿意水平（見(jiàn)表1）。

表2電動(dòng)機(jī)平衡

序號(hào)

摘要

電機(jī)軸承振動(dòng)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(hào)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的診斷與平衡

　　山西神頭第二發(fā)電廠一號(hào)爐2號(hào)引風(fēng)機(jī)，軸功率2987kW，額定轉(zhuǎn)速為1480r/min，葉輪直徑2780mm，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子重約8t。配套電機(jī)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(jiàn)圖2。

　　1997年3月，該風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)值達(dá)到400μm，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)軸承已損壞。修復(fù)軸承后啟動(dòng)，振動(dòng)值仍然超標(biāo)，振動(dòng)成分以基頻為主。
　　 基頻振動(dòng)大反映出平衡狀態(tài)不佳。不平衡可能在風(fēng)機(jī)葉輪或電機(jī)轉(zhuǎn)子，但考慮到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量比電機(jī)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(shí)，由于前者能量較高，可以將后者激勵(lì)起來(lái)；而后者對(duì)于前者的影響則較小。因此，主要的振源可能在風(fēng)機(jī)一側(cè)。

　　基于上述分析，決定首先對(duì)風(fēng)機(jī)側(cè)做平衡。平衡后各軸承的振動(dòng)都明顯改善（見(jiàn)表3）。

表3　 風(fēng)機(jī)的平衡

序

摘要

校正質(zhì)量

g∠（°）

軸承座振動(dòng)μm∠（°）

電機(jī)軸承

風(fēng)機(jī)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(dòng)為水平方向。

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

“百項(xiàng)能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程”重點(diǎn)圍繞支撐高效節(jié)能產(chǎn)品推廣、節(jié)能評(píng)估審查制度、萬(wàn)家企業(yè)節(jié)能低碳行動(dòng)、綠色建筑行動(dòng)、淘汰落后產(chǎn)能等重點(diǎn)節(jié)能工作，在今明兩年發(fā)布100項(xiàng)重要節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)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(xiàng)能效標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)工程”啟動(dòng)實(shí)施將進(jìn)一步提高我國(guó)終端用能產(chǎn)品的能效市場(chǎng)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(duì)推廣高效節(jié)能產(chǎn)品，推動(dòng)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(jí)，促進(jìn)節(jié)能減排，積極應(yīng)對(duì)氣候變化，確保實(shí)現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。