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電站通風機和電動機的現場平衡“百項能效標準推進工程”啟動實施
電站通風機和電動機的現場平衡
寇勝利/西安熱工研究院有限公司
摘要:介紹了電站通風機和電動機的現場平衡方法，并結合實例做了說明。
關鍵詞:通風機振動現場平衡
Abstract: Field balancing of fan and motor in power station is introduced, and described by examples.
Key words: FanVibrationField balanling
1 引言
轉子的平衡可以采用兩種方式：一種是在平衡機上平衡；另一種是在實際運行狀態下平衡（稱為現場平衡）。后者綜合考慮了各種因素對振動的影響，平衡效果好，而且節省時間。大多數的平衡問題均可以通過這種方式解決。
就現場平衡的方法而言，可以分為測幅平衡和測相平衡。測幅平衡只需要測量振動的大小，用周移法、三點法等方法進行計算。這種方法比較簡單易行，但精度低，啟動次數多；測相平衡采用可同時測量振幅和相位的儀表。平衡時首先在轉子上加一個（或一組）試驗質量，通過加重前后振幅和相位的變化，計算校正質量的大小和方向。這種方法精度高，啟動次數少。本文將介紹用測相法對風機進行的平衡。
2 平衡原理
2.1 不平衡的診斷
一般來說，只要振動成分中基頻占主導地位，就可以認定存在不平衡。基頻的幅值取決于不平衡的大小和支撐工程的剛度，相位與不平衡的角度有關。
2.2 剛性轉子的平衡
所謂剛性轉子，是指轉子的工作轉速低于一階臨界轉速，不平衡離心力較小，由此引起的撓曲變形小得可以忽略。
剛性轉子存在兩種形式的不平衡：靜不平衡和力偶不平衡。從理論上講，在兩個平面平衡可以同時消除這兩種形式的不平衡。
2.3 柔性轉子的平衡
柔性轉子的平衡方法稱為振型法。所謂振型法是根據柔性轉子的振動理論和振型函數的正交性，分別對轉子的各階振型進行平衡的一種撓性轉子平衡方法。
2.4 試驗質量的選擇
測相平衡的步驟：首先測量轉子的原始振動，然后在轉子上加一個（或一組）試驗質量，并測量試加后的振動值。依據試加前后的振動值就可確定校正質量的大小和角度。
如何確定試驗質量的大小和角度是平衡過程的一個重要問題。
由振動相位和機械滯后角可以確定試驗質量的角度。對于剛性轉子而言，從理論上講滯后角接近于零度。當然由于測試誤差的存在，會與零度有一定的偏差，但總的來說偏差不會太大。對于柔性轉子滯后角，需要結合不平衡的性質以及臨界轉速來考慮。
試驗質量的大小主要依靠經驗確定。試驗質量過大，有可能使振動進一步增大，甚至無法啟動；試驗質量過小，引起的振動變化太小，使平衡計算的誤差大。
3 風機的平衡
風機可以看作具有集中質量的單輪盤轉子。平衡時只需要一個校正平面，校正質量安裝在葉輪上。若葉輪有平衡槽，平衡時將校正質量安裝在平衡槽內；若葉輪沒有平衡槽，平衡時將校正質量焊接在輪盤的外緣。
風機平衡如果沒有影響系數時，試驗質量選擇范圍在300~500g。
例1 宣威電廠7A送風機
該風機轉速為1500r/min。運行中風機軸承的振動值達到220μm。振動為基頻，判斷為不平衡引起。風機葉輪有平衡槽，可在此處加重。平衡過程如表1所示。
平衡進行了兩次。第一次平衡后，依據計算結果將平衡角度調整了50°，振動達到滿意水平（見表1）。
表2電動機平衡
序號
摘要
電機軸承振動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 神頭二電廠2號引風機振動的診斷與平衡
山西神頭第二發電廠一號爐2號引風機，軸功率2987kW，額定轉速為1480r/min，葉輪直徑2780mm，風機轉子重約8t。配套電機功率3500kW，轉子重3.5t，平衡槽半徑260mm。支持軸承均為滾珠軸承，軸系示意圖見圖2。
1997年3月，該風機軸承振動值達到400μm，停機檢查發現軸承已損壞。修復軸承后啟動，振動值仍然超標，振動成分以基頻為主。
基頻振動大反映出平衡狀態不佳。不平衡可能在風機葉輪或電機轉子，但考慮到風機轉子的質量比電機轉子的質量大。當大轉子與小轉子連接在一起時，由于前者能量較高，可以將后者激勵起來；而后者對于前者的影響則較小。因此，主要的振源可能在風機一側。
基于上述分析，決定首先對風機側做平衡。平衡后各軸承的振動都明顯改善（見表3）。
表3 風機的平衡
序
摘要
校正質量
g∠（°）
軸承座振動μm∠（°）
電機軸承
風機軸承
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：軸承振動為水平方向。
近日，國家發展改革委、國家標準化管理委員會在京召開“百項能效標準推進工程”啟動會。國家發展改革委解振華副主任、國家標準化管理委員會陳鋼主任到會并講話。來自相關行業協會、研究單位、標準化技術委員會、部分標準起草單位的60多位人員參加會議。
“百項能效標準推進工程”重點圍繞支撐高效節能產品推廣、節能評估審查制度、萬家企業節能低碳行動、綠色建筑行動、淘汰落后產能等重點節能工作，在今明兩年發布100項重要節能標準，重點是終端用能產品能源效率標準和單位產品能耗限額標準。
“百項能效標準推進工程”啟動實施將進一步提高我國終端用能產品的能效市場準入門檻和高耗能行業的能耗準入門檻，充分發揮節能標準的引領作用，對推廣高效節能產品，推動節能技術進步，提高節能管理水平，加快產業結構調整和優化升級，促進節能減排，積極應對氣候變化，確保實現“十二五”節能減排目標具有重要意義。
