針對某小型耐高溫軸流風(fēng)機的振動故障，對其故障特征和原因進(jìn)行描述；通過現(xiàn)場測試、分析，闡明了引起振動故障的原因；通過現(xiàn)場對振動故障原因進(jìn)行檢查，并對故障進(jìn)行處理，終經(jīng)過現(xiàn)場動平衡的方法，將該風(fēng)機的振動降至優(yōu)良水平，保證發(fā)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

隨著機組容量的增加，引風(fēng)機作為火力發(fā)電廠的重要輔機設(shè)備，其小型耐高溫軸流風(fēng)機運行性能直接影響著機組的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟性運行。小型耐高溫軸流風(fēng)機葉輪位置處的聲功率級較大，第二葉輪旋轉(zhuǎn)方向與第1葉輪加速氣流的夾角較大，沖擊較大。近年來，雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機具備著流量調(diào)節(jié)范圍寬、運行、率運行范圍寬、調(diào)峰能力優(yōu)等特點，在大容量火力發(fā)電機組上得到廣泛的應(yīng)用。本文針對某超臨界600 MW 鍋爐引風(fēng)機振動故障原因進(jìn)行分析處理，為其他火力發(fā)電廠出現(xiàn)類似問題提供參考。

小型耐高溫軸流風(fēng)機主要由進(jìn)汽室、集流器、雙級動葉、導(dǎo)葉、擴壓管、動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)等部件構(gòu)成。研究表明，小型耐高溫軸流風(fēng)機的葉輪機械內(nèi)的流固耦合現(xiàn)象與流體機械各種故障的產(chǎn)生有直接關(guān)系。雙級葉輪布置在軸承箱兩端，引風(fēng)機轉(zhuǎn)子和電動機轉(zhuǎn)子之間由一根空心長軸連接，在電動機轉(zhuǎn)子及引風(fēng)機轉(zhuǎn)子側(cè)分別由一個膜片式聯(lián)軸器與空心長軸連接。電動機分別由兩個支持軸承和一個推力軸承支撐，雙級軸流引風(fēng)機的支撐方式為：兩個支撐轉(zhuǎn)子的滑動軸承，兩個支撐輪轂的滾珠軸承和兩個平衡軸向推力的角接觸球軸承。

葉片是軸流風(fēng)機的核心部件，在振動作用下容易發(fā)生破損或斷裂，對葉片進(jìn)行振動分析具有重要的工程意義。模態(tài)分析主要是分析結(jié)構(gòu)的振動屬性，葉片的固有特性包括頻率和模態(tài)振型，與葉片的質(zhì)量和剛度分布有關(guān)。

小型耐高溫軸流風(fēng)機葉片在預(yù)應(yīng)力下的階振動頻率。當(dāng)小型耐高溫軸流風(fēng)機采用兩種不同的葉片進(jìn)行聲功率級分析時，風(fēng)機的總聲功率級分布所示，可以反映出風(fēng)機各位置單位時間內(nèi)輻射到空間的聲能量。第二級動葉區(qū)的全壓數(shù)值上基本是級的兩倍且流體流動更加復(fù)雜，兩者離心力慣性力相同，在同等條件下第二張動葉區(qū)更容易發(fā)生損壞，而級與第二級各階的固有頻率基本一致，所以離心力對固有頻率起決定性作用，氣動力對固有頻率影響較小。葉輪各階模態(tài)的臨界轉(zhuǎn)速為n = 60 f，可得到各階模態(tài)的臨界轉(zhuǎn)速。

通常情況下，一階臨界轉(zhuǎn)速下的振動較為激烈，葉片的一階臨界轉(zhuǎn)速為16 860 r /min，而工作轉(zhuǎn)速為1 490 r /min，遠(yuǎn)比一階臨界轉(zhuǎn)速低，因此不會產(chǎn)生共振，滿足風(fēng)機的設(shè)計使用要求，同時方案三風(fēng)機振動頻率基本沒有發(fā)生變化，也滿足使用要求。導(dǎo)葉數(shù)目改變前后葉片振型基本沒有發(fā)生變化，在葉片的前緣或者后緣點處現(xiàn)振動較大位移，葉根部位振動位移較小。信號分析系統(tǒng)的參數(shù)是在傳感器、采集儀器和計算機準(zhǔn)確連接后設(shè)置的。 階振型為葉片前緣點繞軸向的彎曲振動，第2 階振型為葉片前、后緣點繞軸向的扭轉(zhuǎn)振動，第3 階振型為葉片后緣點繞軸向的扭轉(zhuǎn)振動與一階彎曲振動的復(fù)合運動，第4 階振型為葉片后緣點繞軸向扭轉(zhuǎn)與一階彎曲振動的復(fù)合振動，第5 階振型為扭轉(zhuǎn)與一階彎曲振動的復(fù)合振動，第6 階振型為葉片后緣點繞軸向的二階彎曲振動?？梢钥闯?，隨模態(tài)階數(shù)的依次增加，小型耐高溫軸流風(fēng)機葉片各階振型變得更加復(fù)雜，小型耐高溫軸流風(fēng)機葉片的高階次振型變?yōu)槿~片復(fù)雜彎曲與繞軸扭轉(zhuǎn)的復(fù)合振動。

（1）小型耐高溫軸流風(fēng)機葉頂間隙超差對失速點壓力偏差和風(fēng)機效率偏差有顯著影響。

（2）葉頂間隙與失速點壓力偏差的相關(guān)系數(shù)為-0.99，即葉頂間隙越大，失速點負(fù)壓偏差越大，實際失速線向下偏離理論失速線的程度越嚴(yán)重。

（3）葉尖間隙與效率偏差的相關(guān)系數(shù)為-0.93。

葉尖間隙與效率也有很強的相關(guān)性,也就是說，葉尖間隙越大，負(fù)效率偏差越大。以葉片角度可調(diào)、葉片角度固定的對旋軸流風(fēng)機葉輪為研究對象，建立了兩種葉輪的三維模型，并引入ANSYS進(jìn)行計算模型分析。得到了兩個小型耐高溫軸流風(fēng)機葉輪的種振型。葉片變形量較大，尤其是葉片頂部，通過角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，葉片變形量略有增加。結(jié)果表明，葉片穿孔能有效地抑制葉片非工作面葉尖泄漏和渦流的產(chǎn)生和脫落，從而降低了兩級葉輪通過頻率的聲功率級和聲壓值。利用LMS模態(tài)試驗軟件得到了兩個葉輪的個固有頻率。通過比較發(fā)現(xiàn)，葉片角度調(diào)節(jié)機構(gòu)使葉輪的固有頻率略有增加，小型耐高溫軸流風(fēng)機葉輪的固有頻率避開了電機的頻率，在正常運行時不產(chǎn)生共振。葉輪是旋轉(zhuǎn)軸流風(fēng)機的重要部件。其安全性和可靠性直接影響到風(fēng)機的正常運行。一方面，葉輪的模態(tài)分析可以得到結(jié)構(gòu)的固有頻率，使葉輪的工作頻率遠(yuǎn)離其固有頻率，有效地避免了共振引起的疲勞損傷；另一方面，可以得到葉輪機構(gòu)在不同頻率下的振動模態(tài)。變形較大的區(qū)域可能出現(xiàn)裂紋、松動、零件損壞等，變形較小。該地區(qū)在工作中相對穩(wěn)定。