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摘要：分析了风机的主要故障类型及其机理，通过对比分析现场生产控制系统中记录的各类电站风机的运行历史数据，探讨快速负荷调节对定速运行和变频调速运行的两类电站风机振动的影响。通过两个实际电站风化故障诊断的案例，对电站风机的振动特点及信号分析基本方法进行介绍。
关键词：风机；振动；分析
0引言
电站风机主要指火电厂锅炉的送风机、引风机、一次风机或排粉风机、烟气再循环风机等，这些风机的作用不同，风机结构、工作环境及输送介质存在差异，运行特性、调节方式也不尽相同。这些差别也影响到风机在运行过程中的可靠性和故障模式。为了实现各类电站风机的运行状态监测及故障诊断，应清楚了解电站风机这类大型旋转机械设备的特点。本文电站风机的基本结构、运行调节方式及典型故障类型及其机理进行基本介绍。
1电站风机类型
按照风机在电厂的用途可进行分类，大致分为送风机、引风机、一次风机、排粉风机、烟气再循环风机、脱硫增压风机等等。
（1）送风机：送风机从炉膛底部向炉膛内输送锅炉燃料燃烧所需的总空气量，包括燃料燃烧所需的理论空气量、设计燃料正常燃烧所需的过量空气量、空气预热器泄漏的空气量和某些密封空气的需要量。对于配有冷一次风机的锅炉，送风机的出口也可作为二次风机的出口。
（2）引风机：其作用是将锅炉中燃烧后的烟气排出。锅炉炉膛内煤粉燃烧产生含氧量低的高温烟气，需要及时从炉膛内排出，否则将会影响炉膛内的稳定燃烧。锅炉烟气从炉膛顶部引出，经过电除尘等装置进入引风机，然后再经过脱硫脱硝等装置后经烟因排入大气。
（3）—次风机：其作用是为锅炉输送燃料和一部分氧气。一次风机出口安装在炉膛内侧，按照安装位置的不同可分为冷一次风机和热一次风机，分别布置在锅炉空气预热器的前后。
2电站风机主要故障机理
（1）风机轴承振动超标
轴承振动超标在电站风机运行中经常发生。振动超标会引起风机轴承和叶片损坏、螺栓松动、机壳和风道损坏等故障，危及风机的安全运行。造成风机轴承振动超标的原因很多，针对不同原因采取处理措施才能达到降低振动的目的。
（2）轴承温度高
风机轴承润滑效果不良、冷却不足、轴承发生异常是导致风机轴承温度异常升高的三个主要原因。一般而言，离也式风机的轴承在风机外部，比较容易检查轴承的润滑和冷巧状态，或通过轴承声音和振动判断导致轴承温度升高的原因。轴流风机的轴承一般安装在风机内部的轴承箱内，在风机运行，很难直接检查轴承的润滑、冷却状态，需要针对性地加装监测系统。
（3）叶片磨损
当风机工作在非设计工况状态时，叶轮通道内的实际进气方向与叶片进口圆弧形成较大的进气冲角，使得气流中尘粒对叶片进口端边缘产生严重的冲刷磨损。此外，引风机进气口除尘器的积尘如不及时清理，容易被吸人到叶轮通道中，加剧叶片入口边缘的磨损。解决叶片磨损的主要措施有：引风机尽量工作在设计工况状态，使进叶道的气流方向接近叶片进口圆弧的切线方向，减小引风化的排气阻力；加强清理风机前端除尘器的积尘，减少尘粒对叶片的冲刷磨损；改造引风机叶轮结构，避免在叶片磨损后内部积尘不均而破坏平衡，提高叶片的耐磨性。
（4）漏油
风机漏油主要包括液压妃；、控制头和轴承箱密封件或涧滑油系统漏油。采用动叶可调结构轴流式风机，由于増加了液压缸和控制头等液压部件，使得密封点数量増加，随着运行时间的延长，密封件发生老化，漏油现象加重。锅炉负荷髙、排烟温度高使漏油加剧现象。液压缸和控制头的漏油包括内漏和外漏。内漏主要是活塞及淆阀密封件故障造成动调卡涩与失灵。外漏则主要是密封件老化引起输出轴、输入轴透盖等密封漏油。风机轴承箱发生漏油的原因。润滑油质不合格或恶化、密封元件质量差和老化引起漏油、轴承杂质进入油室损伤磨坏密封件，轴承箱骨架油封的压环外锁紧螺母松动。
（5）动叶卡涩
动叶调节轴流风机在运行时，在风机动叶片和轮穀之间由于存在空隙，不完全燃烧的碳垢或灰尘落入空隙，导致动叶调节困难。
（6）旋转失速与喘振
旋转失速与喘振是风机的两种基本异常工况，机理不同，但又有一定关系。当进气流冲角接近临界值时，气流发生边界层分离，从而产生大量区域涡流，使风机风压下降，称为旋转失速。旋转失速的发生只决定于叶轮本身结构性能、气流情况等因素，与风烟道系统的容量和形状无关。喘振是由于风机处在不稳定的工作区运行出现流量、风压大幅度波动的现象，与风机本身与风烟道有关，喘振时一般都会产生旋转气流。风机发生旋转失速和喘振时，炉膛风压和Ｍ机振动都会发生较大的变化。
（7）电机振动
电机振动主要源自电机内电气回路产生的电磁振动和转子产生的机械振动。导致电磁振动增大的原因包括三相电压和电流不平衡、转子笼条断裂、各相电阻电巧不平衡、电化设计缺陷、定转子气隙不均匀、线圈松动等。导致电机转子机械振动増大的原因包括：电机转子动平衡不良、轴颈楠圆、轴承座固定螺丝松动、轴承安装误差（中也不正、轴颈轴查配合紧力不够，引起轴承跑内圈、轴承跑外圈、轴承间隙过大）等。
3快速变负荷对电站风机振动的影响
机组快速变负荷运行对各类电站风机振动的影响。将风机分为定速运行风机和变频调速风机两种情况进行讨论，运行数据分别取自两台火电机组的监控信息系统，其中一台机组的一次风机、送风机和引风机均为定速风机，另一台机组的引风机为变频调速风机。
（1）对送风机的影响
对机组负荷以及送风机驱动电机电流、风机叶轮轴承水平方向振动的运行数据变化趋势的分析，分别为负荷与电机电流、水平振动的关系散点。显示数据机组运行一天的趋势数据，数据采样间隔为5s，起始点为0点。可以得到，该机组在夜晚时段负荷比较低，尤其是后半夜，负荷最低下降到50％负荷。清晨6时左右开始升负荷，到10时负荷达到最高100%负荷。在最高负荷下稳定运行到下午16时左右，机组开始进行负荷调节。其中在17时附近有一次快速负荷波动过程。在机组运行过程中，送风机驱动电机电流与负荷变化基本上成正比关系，负荷增大，则电流增大，最大电流约为100A，即送风机的出力也随着负荷的调整而发生很大变化。送风机叶轮轴承的振动幅度也随负荷变化而发生很大变化，振动幅度与负荷基本上成正比关系，负荷增大，振动化相应增大。但是在高负荷运行状态下，风机轴承振动幅度的变化范围非常大，而在低负荷运行状态下，振动幅度波动变小。
（2）对引风机的影响
通过对机组负荷及引风机的电机电流、风机轴承振动运行数据，所显示数据的运行时间段和数据显示方式同前。可以看出，引风机的电流与负荷同样呈正比例关系，与送风机非常相像，但是引风机的最大电机电流远高于送风机的电流。而引风机叶轮轴承振动受负荷变化的影响不明显。随着负荷的增大，引风机轴承振动幅度只是略微有所上升。从振动趋势上看，当机组负荷快速调节时（上午7时和下午16时左右），风机风机轴承振动幅度有所波动。
（3）对一次风机的影响
通过对机组负荷以及一次风机的电机电流、风机轴承振动运行数据的分析。所显示数据的运行时间段和数据。在机组运行过程中，一次风化的电流同样随机组负荷变化而成正比变化，最大电流约为150A。风机轴承振动与机组负荷的关联性不强，无论负荷高低，振动幅度变化不大，但是始终处于波动状态。在快速调节负荷时，振动产生明显的起伏变化。此外，在整个运行时间段内，即使负荷缓慢变化或处于稳定状态，轴承振动都有非常明显的低频周期波动成分，而且周期还不断发生变化，这种现象与一次风机风道内流体的振动特性有直接关系。
4结论
根据电站风机主要用途进行了风机分类，对电站风机主要故障做了机理分析，为检修维护提供了理论支撑，振动机组快速变负荷对锅炉三大风机的影响，提出了理论分析，为日常维护提供了参考和借鉴。