李亮
辽宁清河电力检修有限责任公司 辽宁铁岭 112003
摘要：离心风机的叶轮因输送介质磨损或附着，导致动平衡不良或转子失效，引起设备振动，严重损坏风机设备，影响生产。在生产过程中，大部分运行中的风机不允许停车拆卸检修，因为设备检修会消耗大量时间，影响生产运行。如火电厂的引风机和排粉风机均为离心式风机。在正常工况下，由于叶轮的磨损，动平衡经常会丧失。然而，电厂承担着发电和供热的重要任务。在这种情况下，对风机进行在线维护就显得尤为重要。介绍了离心风机在线动平衡的维护方法，保证了叶轮动平衡能在短时间内调整，恢复风机的正常运行，保证了设备的稳定运行。
关键词：离心风机；叶轮；在线动平衡；检修方法
1离心式风机的发展历史
离心式风机历史悠久，早在公元前就已经制造出与离心式风机工作原理类似的砻谷风车。第一台真正意义上的离心式风机是由英国的科学家圭贝尔在1862年发明的，刚开始用于矿山通风，但其效率较低。随后各国科学家在此基础上进行不断的创新和完善，尤其是1898年由爱尔兰科学家设计的离心式风机，得到世界各国的推广和应用。
我国关于离心式风机的研究和制造开始于20世纪50年代，在此之前，我国的风机几乎是靠从国外引进。经过多年的学习和积累，到了20世纪80年代，我国关于离心式风机的研究和制造进入了新的阶段，并具备一定的生产能力。随着我国科学技术的不断进步和发展，进入21世纪之后，我国的离心式风机研究和制造技术也有了质的飞跃。
2离心风机叶轮在线动平衡检修方法
2.1判断振动来源
首先根据风机的运转状态判断振动来源，一般情况下，叶轮动平衡不好表现在风机叶轮侧轴承径向水平振动超标，水平振动反应转子和叶轮的动平衡较差，处于失衡状态。叶轮侧轴承径向垂直振动，一般都是轴承间隙过大或轴承质量问题造成，这种情况下则建议更换轴承。若判断振动来源并非转子动平衡失效，则在线动平衡检修法效果不显著，但有时通过叶轮动平衡法也可以缓解因其他原因引发的风机振动。如果风机的振动来源出自于叶轮侧轴承的水平振动偏差较大，则可判断该风机的转子动平衡失效，需要进行在线检修。
2.2初步测量
在风机正常运行过程中，用精密测振仪器测量风机叶轮侧轴承的水平振动值（一般取振幅位移值，μm），多次测量，取平均值并记录，提高测量的准确性。根据振动值计算并确定加装平衡块的重量，振动位移每10μm对应则需要加装平衡块（17～24g）进行调整，以此类推，用总位移量计算出加装平衡块的总重量。这里的（17～24g）调整量为经验值，根据叶轮直径大小确定具体调整克数。一般情况，叶轮直径越小，调整克数越少，反之，叶轮直径越大，调整克数越多。具体数值需根据风机运行参数、叶轮尺寸、运行状态综合判定。另外，调整平衡块需要具备一定的焊接性能，一般常用金属厚板裁剪而成，常用碳钢材料，平衡块表面光滑，质地均匀，不能太大或太厚，以免影响力矩调整。图1为现场测振。
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图1现场测振
2.3离心法找出失衡点
风机的叶轮在转动过程中像一个旋转的圆盘。在圆盘旋转过程中，上面的各点都是匀速对称的，每个点都能找到其镜像的对称点与之相平衡。而其中有一个或几个点没有对称点与之相平衡，就会引起整个圆盘失衡，导致这些个别点的离心力突显，造成圆盘失衡晃动，破坏其原有的动平衡。因此无论是一个点或几个点，只要找到其中一个与之对应的合力点，将离心力平衡掉，就能够调整平衡与之对应。确定合力点的方法：①启动风机，使风机在正常生产工况（风压、风速为正常值，风机挡板开度也要与之相符）下运行，用砂纸在靠近叶轮的轴端进行清理打磨，使之见光发亮。因为此时风正处在运行状态，操作一定要小心谨慎，避免出现安全事故；②用白粉笔沾水在轴上涂抹一层薄薄的细灰，水分蒸发后，会出现整个轴端被涂抹的部分完全变成白色，着色是为了更好的看清楚轴上的线和点；③用彩色铅笔逆着轴的旋转方向，从水平测向轴的中间位置靠近，铅笔尽量不要触碰到风机的其他部位，以免影响找点的准确性。接近轴同时一定握紧铅笔，直到稍微接触到旋转的轴时，画线着色完成，此时撤回铅笔，停运风机；④轴上一条弧形彩线的中间位置，就是造成振动的突出点方向。沿着其镜像点（对称点）就能找到失衡点位置，将其旋转180°，找到理论失衡点。但要注意这只是理论上的失衡点，并不是真正意义上的加装平衡块的位置；④确定实际配重点。实际配重点是沿着轴旋转的方向逆向再旋转23.5°（风机转速＜3000r/min的经验值）。这里的23.5°是一个经验值，它随着风机的转速变化而变化，风机转速越大，该角度越大。
2.4平衡点的校核
平衡点即实际配重点是将要安装配重块的最终位置，它的正确与否关系到检修能否恢复转子叶轮的动平衡，因此，一般在测量后需要进行点位校核。逆推以上找点方法，将转子轴顺时针旋转23.5°，找到原有的理论配重点，然后观察轴的另一端水平点，看是否是原来标记过的失衡点，如果确认无误，则证明本次找点正确，但并不代表一定找准了动平衡点，因为，配重值的确定和风机转动划线的准确性都影响最终结果。
2.5安装平衡块
找到实际配重点的方向后，在转子轴上标记这个方向，顺着这个方向在机壳开孔，直至看到风机叶轮边缘，开孔位置就是加装配重块的位置。叶轮材料一般为耐磨钢、耐腐蚀钢或不锈钢，选用相同材料的钢材，切割成相当质量的平衡块，平衡块可用电子秤秤得实际质量，该质量在初步测量中已经测算完成。将该平衡块焊接在叶轮边缘，必须焊接牢固，避免其在运行过程中因离心力而脱落，损伤叶轮。
2.6风机试运
平衡块安装完成后，先不封孔，对风机进行试运转，启动风机至正常运行状态，用精密测振仪器对风机各轴承箱进行测振并记录，若轴承振动变小，说明本次平衡块位置正确，振动降低。否则，需重新确定动平衡点。
3离心式风机发展趋势
离心式风机未来的发展趋势将集中在以下几个方面：（1）智能化调节。随着物联网和电子信息技术的发展，未来的离心式风机将会越来越智能化，例如可以根据周围环境的变化，自动启停，从而节约能量，同时还能对周围环境中的温度、空气压力等参数进行检测和控制。（2）高可靠性。离心式风机广泛应用于矿山、冶金、化工等领域，工作环境恶劣，一旦风机发生故障会造成严重的损失，因此未来离心式风机在提高容量和效率的同时，将会注重风机可靠性的提高。（3）离心式风机在优化设计过程中充分利用软件进行模拟仿真。随着计算机技术的发展，通过仿真软件的应用，不但可以缩短研制周期，还可以节约成本，降低风险。
结束语
离心式风机具有悠久的历史，经过大批专家学者对其结构和性能的优化。如今，无论是制造工艺还是风机的使用性能，都取得了重大突破。随着科学技术的发展，未来的离心式风机一定会有更加先进的技术。
参考文献
[1]张磊，黄康，黄国兴，等.离心风机蜗壳出口结构优化研究[J].流体机械，2019（6）：47-51.
[2]冯培军.离心式通风机结构优化研究[J].机械管理开发，2018（11）：101-102，167.