摘. . 要：近年来国家陆续关停了部分环保不达标企业，生产对环保的要求越来越高。对于工业企业来说，一个重要的环境污染源是粉尘，这在钢铁企业表现尤为突出。本文针对某炼钢一次除尘风机振动原因以及动平衡失衡机理进行了分析，通过针对性改造，提高风机运行寿命一倍。
关键词：除尘风机；振动；原因分析；控制措施
1、除尘风机常见振动故障的类型及诊断
1.1、不对中故障
不对中故障是指转子轴线之间存在偏移或倾斜，不能光滑过度。根据轴线之间的偏差状态，轴系不对中又具体分为平行不对中、角度不对中、平行角度组合不对中三种情况。热态不对中，指的是轴系在运行状态下的不对中，并非是检修、安装时的不对中；冷态不对中，绝大多数是轴系不对中。如果主要异常振动分量是二倍频，表明故障类型基本就是轴系热态不对中，同时也存在部件松动以及极少发生的转子出现横向裂纹等其它故障的可能性。造成不对中的原因主要是轴承座的标高和左右位置不一致以及联轴器安装偏心。根据理论分析和实践经验，诊断不对中故障的主要依据是振动频谱中 2 倍频分量的大小，振动与负荷的关系，轴向振动的大小及轴承座两侧振动的大小等。
1.2、不平衡故障
转子不平衡的振动频率是工频，工频成分在所有情况下都存在，工频幅值几乎总是最大，应该在其发生异常增大的情况下才视为故障特征频率。工频所对应的故障类型相对较多。多数为不平衡故障，即突发性不平衡、渐发性不平衡、初始不平衡，以及轴弯曲等；不平衡是风机最常见的故障，引起不平衡的主要原因有制造和安装误差，转子和叶片的腐蚀、磨损、结垢和零部件的松动等。
1.3、转子碰摩故障
转子碰摩故障是指旋转着的转子与静止件发生碰撞和摩擦的现象。根据不同的分类方法，转子碰摩可分为径向碰摩和轴向碰摩，不同转速下的碰摩，不同部位的碰摩，不同严重程度的碰摩等。转子碰摩是一个复杂的过程，摩擦对转子的直接影响就是对转子的转动附加了一个力矩，有可能使转速发生波动。摩擦对转子的间接影响是摩擦使动静部件相互抵触，增加了转子的支承条件，增大了系统的刚度，且这种附加支承是不稳定的，从而可能引起不稳定振动及非线性振动，此外，局部碰摩除了摩擦作用外还会产生冲击作用，摩擦引起的热变形还可能引起转子弯曲，使不平衡量增大。
2、除尘风机振动案例探讨
某炼钢厂 4 座转炉一次除尘系统采用 OG 法（全湿未燃法），冶炼过程中，产生的转炉煤气经过湿式洗涤除尘方式冷却、净化，在除尘风机的抽引下进入除尘风机，借助机后正压将合格的煤气经三通阀、旋转水封收入煤气柜，将不合格煤气经三通阀、烟囱放散。除尘风机在此系统中是关键设备，除尘风机的运行状况是否良好决定了转炉冶炼的连续性和吨钢转炉煤气回收量，对环保和节能起到了关键作用。
2.1、设备概况
主要组成部分为风机本体、电机、联轴器、润滑油站、高位油箱、进出口管道和进出口阀门等组成。
2.2、风机振动原因分析
按照公司铁、钢各工序生产平衡需求，公司转炉除尘风机故障检修间隔必须延长，但由于转炉除尘风机异常振动，导致平均故障检修间隔为 20 天，不
能满足生产需要，与公司要求
差距较大，必须对除尘风机振
动原因进行分析，以实现转炉
一次除尘风机长时间稳定运行。
为找出风机振动原因，我们连
续对风机的振动状态进行监测，
通过对出现振动时风机振动的
频谱进行分析，工频幅值几乎
总是最大，由此可见，风机动平衡失衡是造成风机振动故障的主要原因。图 1 是某台风机出现振动突然增大时的频谱图，图中显示振动值突然增大，二个轴承四个测点的工频振值同时由30μm 左右急剧突变上升到 60~90μm 左右，相位也同时发生了突变，显然是发生了突发性动平衡失衡。
2.3、动平衡失衡机理
转炉一次除尘风机的工质是转炉烟气，其主要成分是 CO，并且含有大量的烟尘颗粒和水。风机在工作过程中，转子旋转产生离心力带动工质由进口流向出口，当风机以转速Ω转动时，叶轮的工作面与烟气接触，烟气中的尘粒和水滴不断冲刷工作面，从而造成工作面的叶片出现磨损脱落，当均布在 360°的叶片中某个角度出现不对称磨损时，转子的动平衡出现失衡，造成振动。图 2 中，处于叶轮工作面对应方向的一面是叶轮的非工作面，根据相关理论研究证明，在无限接近非工作面的区域，工质的流动被认为是静止的。在这一区域由于烟气流速很低，烟气中携带的烟尘无法被气流带走，逐渐附着、沉积在非工作面表面，形成了叶轮粘灰。当某个叶片非工作面的粘灰在高低速转换或高速运行过程中出现脱落时，转子的动平衡出现失衡，造成振动。
图 2 叶轮结构图
2.3.4、控制措施
根据以上对风机振动原因的分析不难看出，消除动平衡失衡对风机运行的影响将可有效延长风机的运行寿命。
（1）防止叶片磨损的措施：由于 OG 法系统的局限性，要做到叶片工作面完全避免接触烟气尘粒是不可能的，为降低磨损对动平衡的影响只有从叶轮本身出发去解决。提高工作面耐磨性能是主要方法，在每个流道的工作面山通过手工堆焊的方法，预先制作出高强度的耐磨层，并且每次下线的备用转子组完成清灰后，对叶轮流到逐个进行检查，出现磨损迹象的及时进行修补，然后再校验动平衡。
（2）叶轮粘灰控制：原有的叶轮喷水清灰装置，对叶轮表面及工作面粘灰的控制作用比较明显，而对于非工作面粘灰控制效果不佳。其主要原因是由叶轮喷水喷出的水无法到达叶轮非工作面，根据图 3 叶轮进口速度三角形对喷水系统喷入角进行分析。由绝对速度 V=Ω+W 知，要使喷水有效地作用于叶片的非作用面上，速度 W 与速度Ω之间的夹角 a 应大于 50°。
由此可知，通过调整喷嘴角度实现喷水清灰效果最大化。
图 3 叶轮进口速度三角形
结束语
总而言之，不同的振动故障，对应不同的波形和频谱特征。
通过对振动信号的全面分析，特别是分析波形和频谱的变化及与其它因素的关系，逐步积累诊断经验，建立风机正常和异常状态的图形以及诊断故障的方法，可以为将来正确分析故障奠定良好的基础，能够有效地判断风机运行状态，并分析出故障的类型和原因，使风机检修由定期维修向视情维修转化，降低维修费用，提高风机作业率。
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