【摘 要】海南昌江核电厂通风系统自投运以来，已出现多起风机振动超标故障，风机振动超标将促使轴承、皮带等零部件加速磨损，严重时还会导致叶轮发生断裂，影响厂房通风。为了保证风机在触发振动高报警时，振动故障能得到及时有效地处理，避免风机因持续高振动造成其零部件磨损，针对以往发生的振动故障进行了分类分析，总结了风机振动故障常见的处理方法，从根本上解决振动问题，对今后风机振动故障的处理起着借鉴作用。
【关键词】风机；振动；分析与处理
Fault Analysis and Treatment of Fan Vibration in Nuclear Power Plant
WANG Zhi-yuan LIU Kang
（Hainan Nuclear Power Co.， Ltd. Changjiang Hainan 572700， China）
【Abstract】Hainan Changjiang nuclear power plant ventilation system since it has been put into operation， there have been much wind machine vibration overproof， fan vibration exceeding the urges the bearing， accelerated wear belts and other parts， serious when will lead to fracture of the impeller， influence plant ventilation. In order to ensure the fan in vibration trigger high alarm， vibration fault can be dealt with promptly and effectively， avoid fan due to sustained high vibration caused by the abrasion of parts and components， in view of the vibration fault occurred in the past were classified analysis， summed up the fan vibration fault processing method， from the fundamental solution to the problem of vibration， the future fan vibration fault plays a reference role.
【Key words】Fan； Vibration； Analysis and treatment
0 前言
海南昌江核电厂共有风机600余台，为核电站各厂房、各不同工作区域的40多个通风、空调系统提供空气输送动力，保持厂房内的温度在设备运行和人员健康及安全所规定的范围内。其中皮带传动的离心风机约100余台，因其结构特点发生振动超标故障较为频繁，本文就此类风机振动故障的分析与处理方法进行总结。
1 风机振动概述
所谓振动是指设备受到外力的扰动后，按一定的节奏和规律在原来平衡位置做往复运动的现象。在转动机械设备中，应将振动控制在规定的范围内，过大的振动将加速转动部件的磨损，影响设备的安全运行。
机械行业标准JB/T8689-1998《通风机振动检测及其限值》中要求，挠性支撑的风机振动标准值应不大于7.1mm/s，考虑到核电站设备的重要性及长期运行的安全性，海南昌江核电站对风机振动制定了更高的标准，要求振动值高于5.5mm/s时触发报警，振动值高于6.3mm/s时跳机。
风机振动故障大致由以下三方面造成：一是，来自生产厂家的制造加工精度，如叶轮、主轴等零部件的精度误差、平衡误差、配合误差及整机的装配误差；二是，来自施工单位的设备安装质量方面，如基础刚度不足、水平度超差等；三是，来自使用单位的设备维护保养方面，如预防性维修方案不合理、纠正性维修不彻底等。
2 风机振动原因分类及分析处理
2.1 基础刚度不足
风机支架基础二次灌浆不合格，如混凝土强度不够，地脚螺栓长度不够，地脚螺栓连接螺母、垫片松动等均会引起剧烈的共振现场，严重时将导致地脚螺栓断裂。
处理措施：加强日常巡检，发现地脚螺栓松动及时进行紧固或加装锁紧垫片。如果紧固螺母后振动仍未恢复正常，则应检查地脚螺栓是否发生断裂。
2.2 基础水平度超差
水泥基础不平，减振器压缩量不同，支架变形均会导致风机基础水平度超差，从而引起风机振动超标故障。
处理措施：需依次测量各个减振器的振动值，若发现某个减振器振动值与其他相差较大，可先通过调整减振器与支架之前的垫片厚度来调整减震器的压缩量，若调整后振动仍未消除，可在该减振器周围试加垫铁对水平度进行补偿，直至振动恢复正常，必要时需对水泥基础重新灌浆找平。
2.3 带轮水平度超差
带轮水平度超差不仅会造成振动超标，还会加速皮带的磨损。
处理措施：可用细线靠在两带轮侧面，通过电机侧顶丝来调整电机侧带轮与风机侧带轮的水平度，理论上皮带轮的最大偏离角度为0.5°实际上可按偏移量小于皮带切边长度的0.15%来控制。
2.4 皮带张力不合适
皮带过松或过紧都会降低使用寿命，而且易损伤轴承，造成振动超标。
处理措施：通过电机侧顶丝来调整电机侧带轮与风机侧带轮的相对距离，从而将皮带调至合适的张力。
张力可通过在皮带与带轮的切边中点处加一垂直带边的载荷G，使其产生规定的挠度σ来控制（如图2）。
挠度σ：通常使切边长每100mm产生1.6mm挠度，即σ=1.6L/100，σ—挠度（单位：mm），L—两皮带轮切边长（单位：mm）。
最后将所施加的载荷G与测定张紧力所需的垂直力进行对比，若在范围内则代表皮带张力调整合格，若不在则重新进行调整。
2.5 轴承磨损
轴承润滑失效，轴承游隙及轴承与轴承座的间隙超差均会促使轴承磨损，从而导致振动超标。轴承故障将产生异音及温度飙升，可通过听棒检查轴承的声音或测量轴承温度来进行判断。
处理措施：需定期更换轴承润滑脂；将轴承游隙及轴承与轴承座的间隙调整至规定的范围内并定期进行检查。
2.6 主轴与叶轮配合间隙过大
主轴与叶轮配合间隙过大不仅会导致振动超标，同时还会发出周期性的异响，若不及时处理，将会导致主轴和叶轮的加速磨损。
处理措施：可通过紧固叶轮锁紧螺母来减小主轴与叶轮的间隙。
2.7 集流器与风机叶轮之间的间隙不均匀
集流器与叶轮间隙不均匀，有可能发生摩擦现象，造成振动超标。
处理措施：重新调整集流器位置将间隙调至均匀，并将集流器紧固螺栓把紧以防发生窜动。
2.8 风机进出口风管道安装不良
风机进出口风管道安装有偏差将导致进出风量不均匀，从而造成振动超标。
处理措施：对进出口管道重新进行调整，将偏差部分进行找正。
2.9 叶轮本身不平衡
叶轮上的零部件松动、变形或产生不均匀腐蚀、磨损；工作介质中的固体颗粒沉积在叶轮上结垢；检修更换的零部件质量不均匀；叶轮制造时材质不均匀；加工精度有误差、装配有偏差等都会造成风机在运行时振动过大。
如果叶轮存在不平衡量，当叶轮旋转时，叶轮的不平衡量将产生一个离心力。随着转速升高，离心力也逐渐变大。离心力通过轴承传达到风机上并引起振动，产生噪音，加速轴承的磨损，降低风机的使用寿命，甚至造成风机控制失灵，发生严重事故。
处理措施：目前对叶轮不平衡校正的方法有两种：用动平衡机进行校正和在正常工作转速下在线调整。
通过动平衡机进行校正需解体风机、吊运叶轮至动平衡机厂房，工序复杂，检修时间较长，一般只在风机预防性维修时才使用。纠正性维修通常采用三点式在线调整动平衡的方法，该方法操作简便、耗时较短且效果明显，可避免二次安装偏差，并可保证再短期内恢复厂房的通风，保障其他设备的稳定运行。
通常风机的振动问题较为复杂，纯粹单一的振动故障是不多见的。因此要想能迅速准确地找出振动故障的根源所在，需对以上振动特征及原因加以掌握，进而进行分析并采取措施进行有效地处理。
当风机触发振动高报警时，需首先检查轴承、减震器等各位置的振动情况；检查皮带的抖动情况；检查轴承温度，润滑油加注量、品质是否正常；转动部件是否有异音，特别是金属的摩擦声和撞击声；查找前期维修记录，了解发生过的故障现象，并与之进行对比，找出疑点。
风机停运后，根据产生振动的原因，对疑似故障位置进行重点检查。在故障原因难以确定的情况下，应该从最容易处理的部位开始着手检查，如检查紧固件是否松动、润滑是否失效等，逐一进行排查，直到找出振动故障的症结。再结合风机振动故障的特性，通过分析表象就会准确地判断出故障的原因，从而针对故障原因进行相应的处理，从根本上解决振动问题，确保风机稳定运行。
3 结束语
风机振动的故障分析与处理是一项实践性很强的技术，需要在平时的维修工作中多加积累，及时进行分析总结。日常工作中，要注重历史数据的累积，时刻关注设备运行状态参数，了解设备的前期安装及调试情况、设备运行中出现过的故障缺陷及定期的维护保养状况等。对设备的状态有了概貌了解后，就能发现其渐变的特征，如磨损、结垢、振动、温度及声音的变化，为日后设备出现振动故障的诊断提供可靠的依据，以便在触发振动故障报警后能及时有效地进行处理。
【参考文献】
[1]姜薇，宋晓聪.风机振动故障分析[J].哈尔滨轴承，2007（6）：52-54.
[2]高智勇，张根珠.离心式风机异常振动原因分析及处理[J].热力发电，2004（10）：91-93.
[3]张汉昶.通风机的使用与维修[M].北京：机械工业出版社，1985.
[4]杨广源.刚性转子的现场动平衡[J].本钢技术，2002（5）：8-11.
[责任编辑：杨玉洁]