工业锅炉引风机异常原因及处理探讨

黄裕华

摘 要：主要针对工业锅炉引风机异常原因及处理展开了探讨，对异常振动的原因和危害作了系统分析和详细说明，并结合具体的实例对异常振动的处理作了深入探讨，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：工业锅炉；引风机；联轴器；PMS设备巡检系统

中图分类号：TK223.26 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.101

文章编号：2095-6835（2015）15-0101-02

引风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械，并在工业锅炉中有着重要的应用。但是引风机在日常的运作中会出现异常的振动现象，这不仅会对设备造成影响，还会影响整个工业锅炉的运行，因此，我们必须要对引风机的异常振动进行分析，并采取相应有效的措施做好应对，从而为工业锅炉的正常运行提供保障。

1 振动产生的原因分析

1.1 电动机的振动

电动机转子通过二支点的滚动轴承来旋转，轴承的轴向和径向的间隙很小，在润滑状态下磨损产生的振动和扫膛引起的振动极小，一般不会给引风机造成太大的影响。

1.2 引风机轴承箱的振动

轴承箱主轴承损坏和主轴弯曲、地脚螺栓松动和基础下沉会引起振动。

1.3 联轴器的振动

联轴器磨损、连接不良、两轴中心线偏差均会引起振动。

1.4 风机壳体的振动

风机壳体是由4 mm薄钢板焊接而成，本身体型较大，运行中烟气流动会使壳体产生共振。同时，水膜除尘器在处理烟气的过程中，因水膜不均匀等原因，会导致烟气湿度极度不均而引起的振动。

1.5 叶轮的振动

烟气携带的灰尘颗粒黏附在叶轮上引起叶轮不平衡，硬质异物进入致使风机叶轮变形，叶轮钢板因应力引起变形，叶轮磨损、进气导叶损坏引起进气不均、引风量过大或过小等原因都会造成振动，所以，叶轮是引起风机振动的最重要部位，也是我们讨论的重点。

2 振动造成的危害

振动造成的危害主要有：①对人的危害。在振动环境下工作，人的视觉会受到干扰，精力难以集中，可能会导致质量事故，甚至安全事故。振动会干扰周围人员的睡眠、休息、读书等日常生活，损害人的身体健康。②对建筑物的危害。由于振动强度和频率的不同，振动将会破坏某些建筑物的建筑结构。常见的破坏现象有基础和墙壁龟裂、墙皮剥落、石块滑动、地基变形和下沉等，甚至可使建筑物倒塌。③对精密仪器、设备的危害。振动会影响精密仪器仪表的正常运行，影响对仪器仪表刻度阅读的准确性和阅读速度，甚至根本无法读数。④振动产生噪声。振动的物体可直接向空间辐射噪声，这就是空气声。振动又会在土壤中传播，在传播过程中，又会激起建筑物基础、墙体、梁柱、天花板、门窗、管道的振动，这些物体的振动会再次辐射噪声，这种噪声叫固体噪声。显然，固体噪声加大了噪声的危害和影响。⑤振动引起轴承发热，加大了电机电流，由此可能引发电机故障。⑥振动会损坏轴承、联轴器和基础底座。

3 振动的检测和分析

3.1 分析方法

时域波形分析及频谱分析：振动信号以位移、速度、加速度三个参量表示，其最简单、最直观的表现形式就是时域波形。对于某些故障信号，其波形具有明显特征，从中可观察到周期信号、谐波信号和短脉冲信号，可以直接识别共振现象和调制现象，从而对设备故障作出初步判断。将时域信号变换成频域信号加以分析的方法，被称为“频域分析”。频域分析是基于频谱分析展开的，就是把时间域的各种动态信号变换到频率域进行分析，其目的是把复杂的时间波形经傅立叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究，以获得信号的频率结构和各谐波幅值、相位、功率及能量与频率之间的关系，也就是将构成信号的各种频率成分都分解开来，便于振源的识别，确定故障部位。

3.2 PMS设备巡检系统

我公司采用PMS设备巡检系统对设备进行在线监测。PMS即工程生产管理系统（power production management system），配合HY-106B便携式巡检仪，测量机械设备的振动（加速度、速度、位移）、温度、转速等状态参数。

3.3 典型故障分析

典型故障：在运行过程中，引风机1H点（轴承1水平方向）在现场设备巡视过程中使用在线检测仪（PMS设备）检测时发现，振动值明显加大——中班1.328 mm/s，夜班8.270 mm/s，增大了近6倍。

我们将在线监测数据输入分析系统进行分析，1H点水平方向的瀑布图的谱图结构有了非常明显的变化，几条谱线的值明显增大。这意味着该设备存在着故障隐患。为了确诊故障隐患，我们又对1H点的波形、频谱（如表1所示）进行了分析：电机转速1 480 r/min，即电机转频=1 480 r/min/60 s≈25 Hz，从频谱图的各频率分量中我们看到的是25 Hz及其倍数，即基频分量最大，同时还存在较大的2～4倍频的分量，除此之外没有其他的频率分量了，这说明不存在轴承、风机叶轮及松动等隐患。而该时域波形图近似于正弦波的形状，正弦波是存在不平衡的典型的时域波形。因此，结合波形图和频谱图我们推断这是由于转子失衡而引起的故障隐患。

表1 修理前1H点的时间波形分析表

发现问题后，我们立即对引风机进行了检修，开盖检查引风机发现，由于受到腐蚀，机壳上一块约150 mm×200 mm见方的钢板掉在叶轮上，并随叶轮一起旋转，由此产生的不平衡使振动值在短短的3天多时间加大了6倍多。并且，当钢板转到高位时又掉回到低位，如此循环地转动着，所以出现了波形图中上下不对称的结构，也是频谱图中出现二、四倍频的原因。故障排除后，振动值就恢复了正常，降为1.695 mm/s（如表2所示）。由于发现故障隐患及时，因此避免了一次设备事故的发生。

我们通过采用PMS设备巡检系统对设备进行了在线监测，使用时域波形分析和频谱分析手段进行故障诊断，能较准确地判断出设备故障类型和故障部位，这为我厂提前发现设备故障隐患、减少设备事故的发生提供了保障。

表2 修理后1H点频谱图分析表

4 解决办法

加强设备润滑管理和设备日常巡回检查，及时发现并解决问题；定期清理叶轮积灰，在负荷最小的晚上对叶轮进行清灰处理，改人力机械铲除为高压水枪清理，快速、高效；改善除尘设备，通过调整水量和修复石槽泄水面，提高除尘效果，减少烟气水分含量，减少灰尘含量；酸性湿烟气对导叶的腐蚀性很大，影响了气流的平稳流通，修复更换导叶叶片，使导叶开启均匀自如、气流顺畅，也避免了导叶的脱落；定期做叶轮的动平衡；用5#槽钢加固风机壳体，使其不会产生震颤；采用变频器减小导叶对振动的影响，消除锅炉低负荷时产生的喘振。

5 结束语

综上所述，引风机的运行一旦出现故障就会直接导致锅炉停止运行，使工厂的生产受到严重影响。因此，我们必须要认真分析引风机异常振动的原因，并采取有效措施应对，以保障锅炉的正常运行。

参考文献

[1]汪新文.锅炉引风机常见故障原因分析及处理措施探讨[J].工业设计，2011（11）.

[2]曹昆朋，郭科伟.锅炉引风机振动大的原因分析[J].设备管理与维修，2014（06）.

〔编辑：王霞〕