《引风机振动在线监测与现场高速动平衡技术应用》

       摘要：介绍了振动在线监测仪表的使用和报警回路的设计方案，以及利用VT动平衡仪作现场高速动平衡的实际操作过程，解决了引风机振动在线监测和引风机作现场动平衡的问题。

关键词：在线振动监测；现场动平衡；引风机

       引风机轴承大幅振动会引起安装基础破坏、风机损坏事故。五阳热电厂曾发生过一起引风机振动大造成风机损坏报废事故，造成锅炉停运。该厂采用先进的VT动平衡仪快速、有效地对引风机作高速动平衡，取得了成功，并在实际应用中不断完善、创新。

    引风机在线振动监测与报警系统的设计方案为：在引风机轴承座上安装CD—21—S（水平）与CD—21—C（垂直）振动探头，探头输出的振动信号接入LC-810现场动平衡仪中，使运行人员能在线连续监视引风机振动状况，再将监视仪报警输出触点信号分别接入XXS—2A—32G微机闪光报警仪与电铃回路中，实现了光字牌与电铃发声报警功能，将该系统安装并调试好后投入使用。应用该系统后减少了运行人员工作量，提高了引风机监视质量。当引风机振动超限后，报警功能可提醒运行人员作出正确判断，及时处理故障，保证了引风机与锅炉的正常安全运行。

       当引风机振动超限停运后，用VT动平衡仪对引风机作动平衡试验，找出其不平衡点，经过计算后进行配重，可降低引风机振动值到正常范围内，快速有效地解决了引风机振动超限问题，消除了安全隐患，延长了引风机运行周期。此项试验成功后，将其推广至锅炉一、二次风机，也获得了成功。

1 引风机振动在线连续监测与报警系统的应用

       用LC-810现场动平衡仪在水平（X 方向）与垂直（Y 方向）两个方向上监视轴承的径向振动。经验表明，引风机轴承座振动幅度zui大，在风机叶轮侧轴承座的水平方向与电机侧轴承座的垂直方向上安装CD—21速度传感器，速度传感器输出电压正比于振动速度值（峰—峰值），输出电压进入85100XY振动监视仪，经放大后驱动表头，显示振动速度值，供运行人员监视。

       LC-810现场动平衡仪具有报警（报警1）与危险（报警2）输出功能，当引风机振动幅值超过所设定的报警或危险值时，通过报警比较器（或危险比较器）驱动报警（或危险）继电器工作，将报警继电器的一组常开触点接入XXS—2A—32G微机闪光报警仪光字牌报警回路，危险继电器的一组常开触点接入电铃报警回路，实现了引风机振动超限的声光报警，提醒运行人员在引风机振动超限时迅速作出正确判断与操作。

       这套系统投入运行后，有效地实现了引风机轴承振动在线监测与报警，减轻了工人的巡检工作量，提高了引风机运行的安全系数。

2 应用VT动平衡仪作现场高速动平衡，处理引风机振动超限问题

       质量不平衡是引发高速旋转机械轴承振动大zui常见的原因，转子各断面惯性主轴与转动轴线重合是理论上的理想平衡状态，但在实际中不可能做到。为减小质量不平衡造成的振动，现场高速动平衡是有效的常规手段。

       现场高速动平衡方法已十分成熟，但在实际操作过程中，一台具体机械动平衡加重过程和结果受人为因素影响很大。如果工作人员不能正确掌握做动平衡的方法和技巧，可能加重多次后，残余振动仍偏大。

动平衡加重过程通常包括以下步骤

2.1 基本振动数据的获取与分析

       基本振动数据是指平衡前机械振动的测试记录，包括轴振的振幅／相位，测振动的方式有人工测量记录，计算机自动记录或测振仪表本身的功能。VT动平衡仪集振动测量与数据分析于一身，它可测出机组振动的zui大振幅和相位，即确定了转子的不平衡程度及不平衡部位。当这种振动发生在工作转速，且振动的振幅和相位基本稳定，即可决定做高速动平衡。

       VT动平衡仪有一个光电传感器，它采用低功耗、高亮度发光二极管作为光源，接通电源后发出可见红光，配合反光标志可在1~40mm的距离内接收60~3000r／min的转速信号，用来测量风机的转速。VT动平衡仪还有一个磁电式速度传感器，用来测量设备的绝 对振动，使用时采用磁性吸盘固定在待测量点上，可测量水平与垂直振动，测量值为双向振动值（峰—峰值）。

       利用VT动平衡仪测量振动需注意以下几点。

（1） 测量位置：测量位置应选在zui能反映转子振动的点上，一般选在轴承面上或zui接近轴承位置的机器的壳体上。

（2） 测量方向：应在轴承内水平和垂直的两个方向上进行测量，但至少要在能够有zui大振动幅度的方向上进行测量。一般情况下，经常是在水平方向上测量，在测量结果有疑问时，再在两个方向上测量。

（3） 参考标记：为提供角度和频率基准，参考标准应标在转子上容易看到且角度容易测量的地方。

2.2 试加重获取影响系数

       试加重时要确定2个量值，即试加重的角度和质量。经验表明，角度对加重后振动是否增大起主要作用，必须确保试加重的方位大体正确。试加重不与不平衡位置接近，并尽量加在同一平面与之相反的位置上（即相差180≠）。而试重块的质量应大小适合，太大可能会造成振动增加太多，对设备造成危险，太小则会使试加重后振动量变化很小，使得计算出的影响系数准确度很低。可用下面的公式作为参考：

Mt=Mr/[Rt*（n/100）]

式中：Mt———试重块质量，g；Mr———转子质量，g；Rt———试加重半径，cm；n ———转速，r／min。

影响引风机动平衡的zui主要部位是引风机叶轮质量的配置不平衡，因此试重应加在叶轮上。

       实践表明：加试重是引风机动平衡zui关键的一个步骤，若试重加的适当，引风机振动量有明显的变化，所获得的影响系数准确，则可减少加重次数，提高动平衡成功率。

2.3 正式加重做动平衡

       获得影响系数后，通过计算或用VT动平衡仪计算出第一次加重的质量和相位，然后在相应部位加重，若加重后振动结果还不满意，可进行第二次加重，直到满意为止。如果影响系数准确，那么这种加重过程只需2~3次可完成，甚至一次即可成功。

       上述加重过程是在引风机高速（工作转速）下的动平衡。VT动平衡仪的信号分析功能可记录引风机在低速下的振动状况，若转子（轴）低频时有大幅振动。则可能是其它原因（如安装基础不牢固，安装螺丝松动或轴承间配合间隙过大）引起，此时可采取相应措施消除，然后再做高速动平衡。

2.4 应用实例

       五阳热电厂1#引风机于2004年9月18日作动平衡试验，将光电传感器安装在距引风机轴承1~40mm的位置上，再将光电传感器、磁电式速度传感器与VT动平衡仪连接起来，接通VT动平衡仪电源，开引风机，用磁电式速度传感器在引风机轴承座上测出引风机水平方向振动的zui大值及相位（以反光标志处为相位的零位）。根据经验对引风机加试重，第二次开引风机，可测出振动的zui大值及相位，按照影响系数计算出需要配重的重量及相位点，然后在引风机叶轮对应位置上焊上相应重量的配重块，再开引风机测量其振动值与相位，一般情况下引风机振动值可降至正常值（50μm以下），若振动值仍偏大，可继续配重直至正常为止。

3 结语

       自从引风机在线监测与现场高速动平衡技术在五阳热电厂应用以来，一直运行良好，监测到引风机超限运行10次，并及时做到了振动超限引风机的现场高速动平衡，避免了引风机事故的再次发生。通过此次改造，为引风机振动在线监测和振动超限处理问题找到了一个好的途径。