现场动平衡在垃圾焚烧发电设备维护中的应用

吴仕奎

（泸州市兴泸环保发展有限公司，泸州 646300）

1 现场动平衡技术的介绍

转子动不平衡是转动机械的一种常见故障，它会引起设备轴承、转子或者其他部件寿命缩短或者损坏。而动平衡常用于处理转机转子动不平衡，例如，汽轮机转子、离心泵转子及风机转子在动平衡机上进行动平衡校正，以校正转子的动不平衡量[1]。但是，现场动平衡是指让转机在实际安装条件和运行状态下，对设备展开振动测量分析并通过配重手段以消除转机转子动不平衡。其效果远远好于离线动平衡，减小工作量，且不破坏原始安装精度，是解决动不平衡的不二选择[2]。

垃圾焚烧发电行业由于其生产环境的特点，烟尘重、腐蚀大，设备转子出现动不平衡的可能性很大，近年来现场动平衡技术逐渐在垃圾焚烧发电行业中推广。该技术具有以下优势：二者工况不同，现场动平衡是在实际安装条件和运行状态进行的，精度更高，效果更好；现场动平衡无需外送，可以避免拆装损伤及运输风险，维持原始安装精度；提高转子平衡精度。

2 现场动平衡实例介绍

现以某厂锅炉引风机为例，介绍现场动平衡技术的运用。

2.1 设备工况介绍

垃圾焚烧炉引风机组由变频电机、风机串联组成，用弹性联轴器联结，共用一个台板。其作用：垃圾焚烧炉的高温烟气经过余热锅炉，余热锅炉回收高温烟气热量，后烟气经过烟气净化处理系统由引风机加压，然后通过烟囱排放到大气中，同时维持炉膛负压运行。经过多年的运行，机组的振动技术指标逐渐劣化，无法满足现场运行要求。其振动在轴承座水平方向接近180 μm。不同的转速下，振动差异大，但垂直方向没什么差别。

2.2 不平衡诊断

初步判断振动来源于引风机，转速下降，振动也下降。风机运行至今未做过动平衡，且检修时转子清扫不彻底，转子不平衡可能性大[3-4]。用振动在三个测点每小时测一组振动数据，通过分析振动数据，笔者发现，三个测点的振动都存在很大的波，振动趋势如图1所示。振动数据特点为：振动幅值最大为平均值2倍左右；振动幅值最小约为均值的1/2。

图1 引风机振动趋势

外送引风机转子做动平衡要经过拆装、运输和回装等步骤，且需承担其中的风险。而引风机为系统关键设备，引风机停运即整个垃圾焚烧系统停运，这是不可接受的。该公司特请西南交通大学技术人员来现场做引风机组的振动故障分析和后续现场动平衡工作。其对机组的振动状态进行评估，振动数据如表1、表2所示。

表1 引风机组整机振动数据（引风机，800 r/min）

表2 引风机组整机振动数据（电机，800 r/min）

表2数据表明，工频振动在风机振动频谱中占据主要地位，判断振动异常源于不平衡；引风机水平振动远大于垂直振动，所以支撑强度水平方向低于垂直方向。

在整个机组各部件质量比重中，引风机转子比重最大。现场表现为，引风机振动最大，电机振动较小，证明振动从引风机传到电机的过程中减弱很多[5-6]。通过频谱图的分析可以确认，引风机转子不平衡是导致引风机机组振动主要原因[7-8]。

诊断结论：引风机振动源于转子不平衡。

2.3 现场动平衡配重

确定相位角：开机，测量原始振动值和相位角，分别为3.0 mm/s和70°。经过分析系统可得，初始配重为950 g。停机，装配配重块。再次开机，输入数据再次分析，确定最终配重和相位角，即500 g和135°。停机，装配配重块[9-10]。

此次现场动平衡共配重两次。共启停机两次，动平衡处理后引风机轴承座水平振动最大0.4 mm/s，垂直方向0.32 mm/s，其他部位振动亦符合技术要求，设备安全、稳定运行，详细统计数据如表3所示[11-13]。

表3 引风机振动数据

3 结语

通过对引风机的现场诊断和现场平衡校验，现场动平衡这项技术在垃圾焚烧发电行业中具有非常明显的优势。采用频谱和相位分析这种方法，可以较快确定故障原因，对设备故障做正确判断，避免延误检修时间，提高经济效益。同时，它不仅提高转子平衡精度，且不破坏安装原始精度，还可以规避拆装及运输风险，节约成本，提升工作效率，提高经济效益[14-17]。

在实际生产过程中，垃圾焚烧发电行业由于其特殊的工况性，一二次风机、引风机等容易产生转子不平衡，现场动平衡技术在其中的应用效果非常明显，较短时间可使设备恢复使用。设备安全、环保、稳定、长周期运行是垃圾焚烧发电行业取得良好效益的关键因素，现场动平衡技术可有效节约检修时间、节约人力成本，并且提高经济效益。

1 杨国安.转子动平衡实用技术[M].北京：中国石化出版社，2012.

2 安胜利，杨黎明.转子现场动平衡技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

3 任晓善.化工机械维修手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

4 安胜利，杨黎明.转子现场动平衡技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

5 王晓红，王 晶.某雷达天线转子现场动平衡试验研究[J].机械与电子，2015，（7）：44-46.

6 杨青青，马训鸣，张庆杰，等.基于LabVIEW的现场动平衡在线测试系统[J].机床与液压，2017，45（13）：27-32.

7 宋金波，宋丹荣，付亚楠，等.垃圾焚烧发电BOT项目收益的系统动力学模型[J].管理评论，2015，27（3）：67-74.

8 李 娜.城市生活垃圾焚烧发电项目风险分析和经济效益研究[D].济南：齐鲁工业大学，2015.

9 代春艳，周艳玲.基于实物期权的垃圾焚烧发电CCER项目投资价值评估研究[J].生态经济，2016，32（4）：123-127.

10 张彦春，邹德剑，陈 东，等.生活垃圾焚烧发电PPP项目竞价标的设计研究[J].铁道科学与工程学报，2017，14（2）：408-414.

11 龚是滔，许叶林.PPP垃圾焚烧发电项目风险管理及特许定价研究综述[J].项目管理技术，2017，15（5）：36-41.

12 郭文刚.关于垃圾焚烧发电行业现状分析及发展建议[J].民营科技，2016，（1）：257-258.

13 黄业昂，魏丽蓉.我国垃圾焚烧发电行业发展前景浅析[J].大科技，2016，（14）：95-96.

14 陈 曦，廖明夫，张霞妹，等.大涵道比涡扇发动机低压转子现场动平衡技术[J].航空动力学报，2017，32（4）：808-819.

15 汪海鸿.现场动平衡技术在风机检修中的应用探讨[J].低碳世界，2015，（30）：41-42.

16 关 欣.柔性转子现场动平衡技术研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2015.

17 傅树霞，李 宁，段志宏，等.石化生产中风机现场动平衡技术的研究及应用[J].山东化工，2016，45（12）：108-109.113.