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(duì)風(fēng)道系統(tǒng)變化適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)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(duì)調(diào)節(jié)裝置穩(wěn)定性及可靠性要求較高，對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)振動(dòng)的影響主要分單級(jí)葉輪的部分葉片開度不同步、兩級(jí)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(jí)葉輪部分葉片開度不同步單級(jí)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(jí)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?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)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(duì)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(tái)風(fēng)機(jī)在同等風(fēng)量下電流差異較大，現(xiàn)場(chǎng)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