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电站通风机和电动机的现场平衡“百项能效标准推进工程”启动实施
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）。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。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°，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。
近日，国家发展改革委、国家标准化管理委员会在京召开“百项能效标准推进工程”启动会。国家发展改革委解振华副主任、国家标准化管理委员会陈钢主任到会并讲话。来自相关行业协会、研究单位、标准化技术委员会、部分标准起草单位的60多位人员参加会议。
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“百项能效标准推进工程”启动实施将进一步提高我国终端用能产品的能效市场准入门槛和高耗能行业的能耗准入门槛，充分发挥节能标准的引领作用，对推广高效节能产品，推动节能技术进步，提高节能管理水平，加快产业结构调整和优化升级，促进节能减排，积极应对气候变化，确保实现“十二五”节能减排目标具有重要意义。
