电站通风机和电动机的现场平衡

1、电站通风机和电动机的现场平衡Field Balance of Fan and Motor in Power Station 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 中图分类号：TH43 文献标识码：B文章编号：1006-8155（2006）06-0033-03Abstract: Field balancing of fan and motor in power station is introduced, and described by examples.Key words: Fan Vibration

2、 Field balanling1 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）。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

3、 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系统的刚度，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

4、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。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

5、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300500g。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220m。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°，振动达到满意水平（见表1）。表1 宣威7A风机平衡数据序号摘要校正质量g(°)风机轴承振动m（°）0原始振动0806222034

6、91第一次平衡410270813541532992第二次平衡410220121303060注：垂直方向；水平方向。4 电动机的平衡电动机是质量沿轴向分布的转子。如前所述，这种转子的不平衡包括静不平衡和力偶不平衡，只需要在两个平面平衡就可以同时消除这两种不平衡。而电机转子的两端都有平衡槽，可以满足平衡的需要。静不平衡在电机前、后轴承引起的振动相位接近，动不平衡引起的振动相位相反。由于电动机是对称转子，平衡时可以用对称加重的方法校正静不平衡，用反对称加重的方法校正力偶不平衡。实际上电机转子的不平衡大都由静不平衡引起，所以大多数采用对称加重的方式。首次加重时，每侧质量以200400 g为宜。在电动机

7、的平衡中往往存在这样的现象：转子在平衡台平衡合格后，却不能保证运行状态下振动合格；转子单转振动合格，却不能保证连接成轴系后振动合格。因此，在实际运行状态下的平衡才是最可靠的。表2 电动机平衡序号摘要电机轴承振动m（°）120平衡前31157227127361762201321平衡后11243222431425325222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

8、2。图1 轴系示意图1997年3月，该风机轴承振动值达到400m，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m（°）电机轴承风机轴承12340平衡前0351284227275221179

9、2121211平衡后32012077201113189192177429 注：轴承振动为水平方向。但电机轴承的振动值仍然偏高，而且振动不稳定，改变导叶开度时振动存在突变。观察电机的电流指示也很不稳定，时大时小。据此分析可能存在电机笼条断裂。存在这种缺陷时，将产生不均衡的电磁力，导致振动的不稳定。抽转子检查，发现转子上多根铜条与端环的连接处有裂纹，裂纹处金属表面发黑，有3根铜条完全断开。将裂纹用银焊修复。表4 电机的平衡 序摘 要电机轴承振动m（°）121平衡机平衡后，电机回装单转78142691402单转状态下平衡，对称加重333 g180°（保留）1023电机与风机连接105225802134在连接状态下平衡，对称加重250 g260°1822811145注：轴承振动为水平方向。检修后还将电机转子在低速动平