《引風機振動在線監測與現場高速動平衡技術應用》

       摘要：介紹了振動在線監測儀表的使用和報警回路的設計方案，以及利用VT動平衡儀作現場高速動平衡的實際操作過程，解決了引風機振動在線監測和引風機作現場動平衡的問題。

關鍵詞：在線振動監測；現場動平衡；引風機

       引風機軸承大幅振動會引起安裝基礎破壞、風機損壞事故。五陽熱電廠曾發生過一起引風機振動大造成風機損壞報廢事故，造成鍋爐停運。該廠采用先進的VT動平衡儀快速、有效地對引風機作高速動平衡，取得了成功，并在實際應用中不斷完善、創新。

    引風機在線振動監測與報警系統的設計方案為：在引風機軸承座上安裝CD—21—S（水平）與CD—21—C（垂直）振動探頭，探頭輸出的振動信號接入LC-810現場動平衡儀中，使運行人員能在線連續監視引風機振動狀況，再將監視儀報警輸出觸點信號分別接入XXS—2A—32G微機閃光報警儀與電鈴回路中，實現了光字牌與電鈴發聲報警功能，將該系統安裝并調試好后投入使用。應用該系統后減少了運行人員工作量，提高了引風機監視質量。當引風機振動超限后，報警功能可提醒運行人員作出正確判斷，及時處理故障，保證了引風機與鍋爐的正常安全運行。

       當引風機振動超限停運后，用VT動平衡儀對引風機作動平衡試驗，找出其不平衡點，經過計算后進行配重，可降低引風機振動值到正常范圍內，快速有效地解決了引風機振動超限問題，消除了安全隱患，延長了引風機運行周期。此項試驗成功后，將其推廣至鍋爐一、二次風機，也獲得了成功。

1 引風機振動在線連續監測與報警系統的應用

       用LC-810現場動平衡儀在水平（X 方向）與垂直（Y 方向）兩個方向上監視軸承的徑向振動。經驗表明，引風機軸承座振動幅度zui大，在風機葉輪側軸承座的水平方向與電機側軸承座的垂直方向上安裝CD—21速度傳感器，速度傳感器輸出電壓正比于振動速度值（峰—峰值），輸出電壓進入85100XY振動監視儀，經放大后驅動表頭，顯示振動速度值，供運行人員監視。

       LC-810現場動平衡儀具有報警（報警1）與危險（報警2）輸出功能，當引風機振動幅值超過所設定的報警或危險值時，通過報警比較器（或危險比較器）驅動報警（或危險）繼電器工作，將報警繼電器的一組常開觸點接入XXS—2A—32G微機閃光報警儀光字牌報警回路，危險繼電器的一組常開觸點接入電鈴報警回路，實現了引風機振動超限的聲光報警，提醒運行人員在引風機振動超限時迅速作出正確判斷與操作。

       這套系統投入運行后，有效地實現了引風機軸承振動在線監測與報警，減輕了工人的巡檢工作量，提高了引風機運行的安全系數。

2 應用VT動平衡儀作現場高速動平衡，處理引風機振動超限問題

       質量不平衡是引發高速旋轉機械軸承振動大zui常見的原因，轉子各斷面慣性主軸與轉動軸線重合是理論上的理想平衡狀態，但在實際中不可能做到。為減小質量不平衡造成的振動，現場高速動平衡是有效的常規手段。

       現場高速動平衡方法已十分成熟，但在實際操作過程中，一臺具體機械動平衡加重過程和結果受人為因素影響很大。如果工作人員不能正確掌握做動平衡的方法和技巧，可能加重多次后，殘余振動仍偏大。

動平衡加重過程通常包括以下步驟

2.1 基本振動數據的獲取與分析

       基本振動數據是指平衡前機械振動的測試記錄，包括軸振的振幅／相位，測振動的方式有人工測量記錄，計算機自動記錄或測振儀表本身的功能。VT動平衡儀集振動測量與數據分析于一身，它可測出機組振動的zui大振幅和相位，即確定了轉子的不平衡程度及不平衡部位。當這種振動發生在工作轉速，且振動的振幅和相位基本穩定，即可決定做高速動平衡。

       VT動平衡儀有一個光電傳感器，它采用低功耗、高亮度發光二極管作為光源，接通電源后發出可見紅光，配合反光標志可在1~40mm的距離內接收60~3000r／min的轉速信號，用來測量風機的轉速。VT動平衡儀還有一個磁電式速度傳感器，用來測量設備的絕 對振動，使用時采用磁性吸盤固定在待測量點上，可測量水平與垂直振動，測量值為雙向振動值（峰—峰值）。

       利用VT動平衡儀測量振動需注意以下幾點。

（1） 測量位置：測量位置應選在zui能反映轉子振動的點上，一般選在軸承面上或zui接近軸承位置的機器的殼體上。

（2） 測量方向：應在軸承內水平和垂直的兩個方向上進行測量，但至少要在能夠有zui大振動幅度的方向上進行測量。一般情況下，經常是在水平方向上測量，在測量結果有疑問時，再在兩個方向上測量。

（3） 參考標記：為提供角度和頻率基準，參考標準應標在轉子上容易看到且角度容易測量的地方。

2.2 試加重獲取影響系數

       試加重時要確定2個量值，即試加重的角度和質量。經驗表明，角度對加重后振動是否增大起主要作用，必須確保試加重的方位大體正確。試加重不與不平衡位置接近，并盡量加在同一平面與之相反的位置上（即相差180≠）。而試重塊的質量應大小適合，太大可能會造成振動增加太多，對設備造成危險，太小則會使試加重后振動量變化很小，使得計算出的影響系數準確度很低。可用下面的公式作為參考：

Mt=Mr/[Rt*（n/100）]

式中：Mt———試重塊質量，g；Mr———轉子質量，g；Rt———試加重半徑，cm；n ———轉速，r／min。

影響引風機動平衡的zui主要部位是引風機葉輪質量的配置不平衡，因此試重應加在葉輪上。

       實踐表明：加試重是引風機動平衡zui關鍵的一個步驟，若試重加的適當，引風機振動量有明顯的變化，所獲得的影響系數準確，則可減少加重次數，提高動平衡成功率。

2.3 正式加重做動平衡

       獲得影響系數后，通過計算或用VT動平衡儀計算出第一次加重的質量和相位，然后在相應部位加重，若加重后振動結果還不滿意，可進行第二次加重，直到滿意為止。如果影響系數準確，那么這種加重過程只需2~3次可完成，甚至一次即可成功。

       上述加重過程是在引風機高速（工作轉速）下的動平衡。VT動平衡儀的信號分析功能可記錄引風機在低速下的振動狀況，若轉子（軸）低頻時有大幅振動。則可能是其它原因（如安裝基礎不牢固，安裝螺絲松動或軸承間配合間隙過大）引起，此時可采取相應措施消除，然后再做高速動平衡。

2.4 應用實例

       五陽熱電廠1#引風機于2004年9月18日作動平衡試驗，將光電傳感器安裝在距引風機軸承1~40mm的位置上，再將光電傳感器、磁電式速度傳感器與VT動平衡儀連接起來，接通VT動平衡儀電源，開引風機，用磁電式速度傳感器在引風機軸承座上測出引風機水平方向振動的zui大值及相位（以反光標志處為相位的零位）。根據經驗對引風機加試重，第二次開引風機，可測出振動的zui大值及相位，按照影響系數計算出需要配重的重量及相位點，然后在引風機葉輪對應位置上焊上相應重量的配重塊，再開引風機測量其振動值與相位，一般情況下引風機振動值可降至正常值（50μm以下），若振動值仍偏大，可繼續配重直至正常為止。

3 結語

       自從引風機在線監測與現場高速動平衡技術在五陽熱電廠應用以來，一直運行良好，監測到引風機超限運行10次，并及時做到了振動超限引風機的現場高速動平衡，避免了引風機事故的再次發生。通過此次改造，為引風機振動在線監測和振動超限處理問題找到了一個好的途徑。