电站通风机和电动机的现场平衡

寇胜利/西安热工研究院有限公司

摘要:介绍了电站通风机和电动机的现场平衡方法，并结合实例做了说明。
关键词:通风机振动现场平衡
Abstract: Field balancing of fan and motor in power station is introduced, and described by examples.
Key words: FanVibrationField balanling

1　引言

　　转子的平衡可以采用两种方式：一种是在平衡机上平衡；另一种是在实际运行状态下平衡（称为现场平衡）,工业冷风机。后者综合考虑了各种因素对振动的影响，平衡效果好，而且节省时间。大多数的平衡问题均可以通过这种方式解决。

　　就现场平衡的方法而言，可以分为测幅平衡和测相平衡。测幅平衡只需要测量振动的大小，用周移法、三点法等方法进行计算。这种方法比较简单易行，但精度低，启动次数多；测相平衡采用可同时测量振幅和相位的仪表。平衡时首先在转子上加一个（或一组）试验质量，通过加重前后振幅和相位的变化，计算校正质量的大小和方向。这种方法精度高，启动次数少。本文将介绍用测相法对风机进行的平衡。

2　平衡原理

2.1　不平衡的诊断

　　一般来说，只要振动成分中基频占主导地位，就可以认定存在不平衡。基频的幅值取决于不平衡的大小和支撑工程的刚度，相位与不平衡的角度有关。

2.2　刚性转子的平衡

　　所谓刚性转子，是指转子的工作转速低于一阶临界转速，不平衡离心力较小，由此引起的挠曲变形小得可以忽略。

　　刚性转子存在两种形式的不平衡：静不平衡和力偶不平衡。从理论上讲，在两个平面平衡可以同时消除这两种形式的不平衡。

2.3　柔性转子的平衡

　　柔性转子的平衡方法称为振型法。所谓振型法是根据柔性转子的振动理论和振型函数的正交性，分别对转子的各阶振型进行平衡的一种挠性转子平衡方法。

2.4　试验质量的选择

　　测相平衡的步骤：首先测量转子的原始振动，然后在转子上加一个（或一组）试验质量，并测量试加后的振动值。依据试加前后的振动值就可确定校正质量的大小和角度。

　　如何确定试验质量的大小和角度是平衡过程的一个重要问题。

　　由振动相位和机械滞后角可以确定试验质量的角度。对于刚性转子而言，从理论上讲滞后角接近于零度。当然由于测试误差的存在，会与零度有一定的偏差，但总的来说偏差不会太大,玻璃钢负压风机。对于柔性转子滞后角，需要结合不平衡的性质以及临界转速来考虑。

　　试验质量的大小主要依靠经验确定。试验质量过大，有可能使振动进一步增大，甚至无法启动；试验质量过小，引起的振动变化太小，使平衡计算的误差大。

3　风机的平衡

　　风机可以看作具有集中质量的单轮盘转子。平衡时只需要一个校正平面，校正质量安装在叶轮上。若叶轮有平衡槽，平衡时将校正质量安装在平衡槽内；若叶轮没有平衡槽，平衡时将校正质量焊接在轮盘的外缘。

　　风机平衡如果没有影响系数时，试验质量选择范围在300~500g。

　　例1 宣威电厂7A送风机

　　该风机转速为1500r/min。运行中风机轴承的振动值达到220μm。振动为基频，判断为不平衡引起。风机叶轮有平衡槽，可在此处加重。平衡过程如表1所示。

　　平衡进行了两次。第一次平衡后，依据计算结果将平衡角度调整了50°,降温设备，振动达到满意水平（见表1）。

表2电动机平衡

序号

摘要

电机轴承振动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　神头二电厂2号引风机振动的诊断与平衡

　　山西神头第二发电厂一号炉2号引风机，轴功率2987kW，额定转速为1480r/min，叶轮直径2780mm，风机转子重约8t。配套电机功率3500kW，转子重3.5t，平衡槽半径260mm。支持轴承均为滚珠轴承，轴系示意图见图2。

　　1997年3月，该风机轴承振动值达到400μm，停机检查发现轴承已损坏。修复轴承后启动，振动值仍然超标，振动成分以基频为主。
　　 基频振动大反映出平衡状态不佳。不平衡可能在风机叶轮或电机转子，但考虑到风机转子的质量比电机转子的质量大。当大转子与小转子连接在一起时，由于前者能量较高，可以将后者激励起来；而后者对于前者的影响则较小。因此，主要的振源可能在风机一侧。

　　基于上述分析，决定首先对风机侧做平衡。平衡后各轴承的振动都明显改善（见表3）。

　

表3　 风机的平衡

序

摘要

校正质量

g∠（°）

轴承座振动μm∠（°）

电机轴承

风机轴承

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：轴承振动为水平方向。

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