TLT动叶可调轴流风机振动故障原因分析马晟恺（华能上海电力检修公司上海 200942）摘要：能源是国民经济发展的基础，是关系人类生存的重要因素。
随着全世界工业化、自动化的不断发展，人类对能源的需求量与日俱增。
然而能源是有限的，过渡的开发和浪费能源终将危机人类自身，因此如何合理的利用能源、如何节约能源、如何提高能源的利用率，将会是人类科技进步中一个永恒的主题。
对于火力发电厂中的锅炉辅机设备中，六大风机至关重要，一台风机的停运便会导致机组损失一半的发电量。
所以，风机的安全稳定运行对于机组的正常发电有着决定性的作用。
本文对TLT动叶可调轴流风机的振动现象、原因及处理办法进行了阐述。
并致力于高效解决TLT动叶可调轴流风机进行了研究。
关键词：TLT；动叶可调；轴流风机；火力发电机组；振动。
作者简介：马晟恺（1987-），从事大型火力发电站热能装置工程技术工作。
一、概述一台设备从设计、制造到安装、运行、维护、检修有许多环节，任何环节的偏差都会造成设备性能劣化或故障。
同时，运行过程中设备处于各种各样的条件下，其内部必然会受到力、热、摩擦等多种物理、化学作用，使其性能发生变化，最终导致设备故障。
能源是国民经济发展的基础，是关系人类生存的重要因素。
随着全世界工业化、自动化的不断发展，人类对能源的需求量与日俱增。
然而能源是有限的，过渡的开发和浪费能源终将危机人类自身，因此如何合理的利用能源、如何节约能源、如何提高能源的利用率，将会是人类科技进步中一个永恒的主题。
对于火力发电厂中的锅炉辅机设备中，六大风机至关重要，一台风机的停运便会导致机组损失一半的发电量。
所以，风机的安全稳定运行对于机组的正常发电有着决定性的作用。
如今，由于国内火力发电机组向高参数、高容量发展。
国内300MW、600MW、1000MW 的机组大多采用德国TLT公司技术的轴流式风机。
因此，该种类型的风机是否能安全稳定运行成为了如今国内火力发电厂的新课题之一。
二、TLT动叶可调轴流风机简介风机（AIR BLOWER）是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。
我国于1979年引进德国TLT公司动叶可调轴流风机技术，适用于大型火电机组锅炉送风机、引风机、一次风机、脱硫风机以及矿井主通风机。
采用的液压动叶可调，能使风机特性与使用工况在较大流量变化范围内相适应，从而能在较大区域内保持高效率，节能效果显著。
有为最大到1500MW火电机组配套能力。
风机性能参数可根据用户要求工况“量体裁衣”选择最佳效率设计生产。
与此同时，公司还为上述产品配备了引进技术生产的大型消声器。
尤其对大型和特大型风机，液压调节能最佳地改变远行时动叶的位置，使风机特性经济地与远行工况相适应。
我们把这些经验用于发展热电厂用的动叶可调的轴流式风机，尤其是在很早就已预测到锅炉装置容量的增大而需要相应的大型风机。
与机械调节（在这种情况下风机不能实现高调节力调节）相比液压调节具有一系列优点：在转子一液压装置系统中，力的传送，对转子主轴承不产生反作用力：调节力不受限制；机械传动零件少，因而故障少；操纵机械的扭矩仅为30—50Nm（牛顿·米）；内装的反锁装置能防止过调和保证稳定的调节；由于装有配重，即使液力控制油压力降低，风机运行也不受影响。
为使液压调节机构达到最佳的运行可靠性，每一台都在专用试验台上进行运转试验。
TLT动叶可调轴流风机设计的主要特点是：结构紧凑、坚固；单级和两级风机的零部件已标准化；由于卧式风机机壳的上半部易于拆下和立式风机的机壳等部件可以移动，所以转子、主轴承箱等检修方便。
整体结构的主轴承箱装在机壳内部中心法兰之间；叶轮轮壳为焊接结构，厚的内环位于较小的直径处，因此减小了离心力。
TLT风机由于其设计系列化、零部件标准化、品种规格齐全，适用范围广泛，因而可以采用积木块式设计方法，利用这些标准化的零部件，组合成技术经济指标先进，不同型号规格的风机最大限度的满足用户需要，这种设计方法如同“量体裁衣”，可取得最佳的运行经济性。
TLT动叶可调轴流风机具有噪音小、效率高等明显特点。
动叶可调轴流风机装备有液压调节系统，可以通过液压传动以及机械传动带动叶片转动，达到调整叶片开度的目的。
从而实现通过动叶调整改变风机风量大小的目的。
电厂电站风机形式主要分为轴流风机和离心风机两种。
风的流向和轴是平行的就叫轴流风机,(比如消防的排烟风机)反之就是离心风机,(比如风机盘管的风机).组合空调机组是一种大型的风机盘管,它附带了一些功能.加湿.过滤.等.风冷冷水机组是空调主机的一种,分风冷和水冷两种.风机盘管是一种换热设备,和家用空调的室内机一个道理.轴流风机和柜式离心风机的根本区别在风机的机械结构上，轴流风机的叶片直径局限于外壳的直径，而离心风机就没有这方面的局限，可以采用叶片前倾或后倾叶片，对风量风压的要求适应更广。
而且柜内能做消声处理，在噪声指标上有很明显的优势。
由于一般采用电机的转数较低，电机功率大，耗电相多多些。
如果平时常用通风系统，尽量采用柜式离心风机，消防排烟不常用的系统，采用高温轴流风机更经济合理些！风机的叶片和电机组合多数都可以根据风量风压来选型，进口的产品多模块化生产，可通过电脑选型使风机工作在教高的效率上！一般离心风机比轴流风机在大风量和大风压的组合选择上更有优势(主要指风机效率和噪声指标上)离心风机和轴流风机区别在于：1. 离心风机改变了风管内介质的流向，而轴流风机不改变风管内介质的流向；2. 前者风量和风压都很大，前者风量和风压都很低；3. 前者安装较复杂，后者安装较简单；4. 前者电机与风机一般是通过轴连接的，后者电机一般在风机内；5. 前者常安装在空调机组进、出口处，锅炉鼓、引风机，等等，后者常安装在风管当中、或风管出口前端。
在风机运行性中，轴流风机能量损失小、运行效率高。
详见图2-1所示。
在电厂电站领域，TLT 动叶可调轴流风机具有领先水平。
与其他形式的轴流风机相比，具有安全系数高、检修便利等优势。
三、TLT 动叶可调轴流风机振动原因振动（vibration ），物体经过它的平衡位置所作的往复运动或某一物理量在其平衡值附图2-1近的来回变动。
振动一般分为：一倍频振动和高倍频振动。
一般情况下，设备振动的原因如表3-1所示。
在火力发电厂中，振动较为常见的原因为：1. 地基沉降导致电机或风机本体整体下沉；2. 联轴器中心不正；3. 轴承选型错误；4. 喘振；5. 叶片磨损导致动平衡丧失；6. 改造后，风机临界转速接近正常运行转速引起共振；7. 动调装置中心不正。
四、振源的查找和处理TLT动叶可调轴流风机由电机、中间过渡轴、机壳、动调机构、叶轮、主轴承箱等各部件组成。
所以，该风机的振源查找和处理关系到是否能及时找出并解决该风机的振动问题。
一般而言，需根据前文所提及的原因各点进行排查：1）修前在集控室和就地记录振动数值及温度；2）修前在设备旁利用听棒听是否有异声；3）如有设备，利用频谱分析仪，进行频谱分析，确定振动倍频；4）联轴器中心复验；5）检查电机侧和风机侧地基是否沉降；6）动调机构中心校验；7）宏观检查叶片是否有明显磨损痕迹；8）叶片叶型复验；9）宏观检查各螺栓是否紧足；10）转子动平衡校验；11）主轴轴承检查（磨损情况、型号、安装方向等）；12）主轴检查；13）电机磁场中心校验；以上几点做到后，可以基本找出振动源，并设法要解决振动问题，是风机能在安全稳定工况下运行。
4.1修前在集控室和就地记录振动数值及温度在运行状态下，在集控室记录各测点振动值、温度值，并记录其振动、温度偏大的点。
相对应的，在就地用测振仪和就地温度表记录振动值、温度值，并记录其振动、温度偏大的点。
如集控室与就地记录振动、温度偏大的点一致，则说明其振源大致出现在该点；如集控室有振动、温度偏大的点，就地没有，则极有可能是热工测点问题而导致振动数值失真；如集控室与就地振动、温度偏大的点不一致，则无法确定其振源，必须通过后一步排查来进一步确认。
4.2修前在设备旁利用听棒听是否有异声在运行状态下，就地用听棒听是否有异声的存在。
通常，如果风机产生喘振，会有类似于哮喘病人一样呼吸的声音或者类似于拖拉机的声响。
出现该声响，则说明风机出现周期性的出风与倒流。
相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏，出现喘振的风机大致现象如下：1 电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动。
2 风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。
在TLT动叶可调轴流风机上，此类喘振最大可能是因为其叶片跑偏导致压头不稳、摆动，从而致使电流摆动而产生。
所以，其振源极可能出现在叶轮位置。
4.3如有设备，利用频谱分析仪，进行频谱分析，确定振动倍频频谱分析就是将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律。
通过频谱分析，可以确定其振动倍频。
通过确定其是一倍频振动还是高倍频振动，可以确定其是否能够采取如下4.10所述的转子动平衡校验的方法来解决振动问题。
具体参考办法如表3-1所示。
4.4联轴器中心复验联轴器找中心是为了使得一个转子轴的中心线成为另一个转子中心线的延续曲线。
在该问题中，如联轴器中心不正，即一个转子轴的中心线不能成为另一个转子中心线的延续曲线。
那么该转子会产生一定的扰动，由于该转动件电机作为主动件，风机作为从动件。
故风机本体会产生振动。
要解决这一问题，必须重新进行联轴器中心校验。
往往在联轴器校中心时，会产生一定量得窜动值，所以建议平面设双表来消除窜动，如图4-1所示。
在TLT动叶可调轴流风机中，绝大部分会采取带中间过渡轴的片式联轴器。
基本的测量设置是在每对联轴器的一侧装设一对支架，支架上的百分表指向一边的半连轴器。
两对联轴器的百分表应在同一轴面内。
具体如图4-1所示。
部分联轴器标准范围及性能特点，如表4-1所示。
图4-1图4-2表4-14.5检查电机侧和风机侧地基是否沉降在火电厂建设基建时，TLT动叶可调轴流风机一般采取电机略高于风机本体且带一定倾角的建设模式。
如地基沉降，无论是电机侧或风机侧，均会导致整体设备位置的下降，从而导致联轴器中心不正。
其后果就如4.4所述，产生一定的扰动从而产生振动。
必须重新校验联轴器中心方可消除。
4.6动调机构中心校验动叶可调轴流风机相对于一般而言的子午加速式轴流风机最大的不同点，顾名思义，在于其可以调节的动叶。
为了达到调节动叶的效果，动叶调节机构（俗称液压缸）应运而生。
该动叶调节机构，通过最简单的液压传动原理，推动叶轮内部的推盘，由推盘带动调节柄、调节柄带动叶柄而产生动叶可调的效果。
动调机构的中心校验，其实其本质便是校验动调机构主轴的中心线为风机主轴的中心线的延长曲线上。
