磁悬浮离心式鼓风机的谐波测试与治理
离心风机振动分析及处理
离心风机振动分析及处理摘要：由于设备结构、安装方式和运行工况的不同，风机振动故障模式也不同。
现场诊断和管理应从多方面入手，采用科学的分析方法，注重故障的详细表示。
风机振动机理分析和频谱分析是分析风机振动故障的有效方法。
简要分析了风机常见的振动故障及处理方法。
关键词：风扇；振动故障；手柄1概述呼吸机是一种将机械能转化为气体压力，并通过输入机械能向外输送气体的机械。
它是一种由外部能量驱动的流体机械。
目前，风机广泛应用于钢铁冶金、石化、火力发电、天然气回收、污水处理、核电等行业和领域。
据相关调查，目前国内大型风机企业95%的收入来自钢铁、石化、火电、水泥四大行业。
在转炉冶炼系统中，冲程机是必不可少的。
主要用于管道系统中混合气体、粉尘等杂质的排放。
实现了天然气回收和环境保护的效果。
这种风机一般采用离心式风机。
2风机振动评价标准风机是一种通用的机械设备，体积大、范围广，应用广泛。
振动故障是风机故障中的常见故障，对生产、运行和环境影响很大。
虽然风机的设计和制造技术有了很大的进步，但工业的发展也对风机的性能提出了更高的要求，风机的振动故障也越来越复杂。
风机振动测点主要布置在风机轴承座上。
振动测量标准为“JB/t8689-1998风机振动检测及其限值”。
根据该标准，风机振动的刚性支承VRMs应小于4.6 mm/s，柔性支承VRMs应小于7.1 mm/s。
3风机振动原因分析影响风机振动的因素很多，如设计制造缺陷、安装工艺水平、系统参数变化等。
一般来说，风机振动的原因可分为两类：机械和工作介质。
机械方面：转子不平衡引起的振动：制造过程中的错误或安装过程中的不均匀，导致转子质量不均匀、转子弯曲变形、零件松动或转子部件不均匀磨损。
系统安装误差引起的振动：驱动电机与风机之间的连接不在中间；皮带张力过紧或皮带抖动过大；节流阀与壳体间隙不均匀；地脚螺栓松动或有故障。
设备基础不平坦；系统管道变形。
运动部件或静止部件之间的碰撞或摩擦引起的振动：转子在运行过程中变形，或旋转部件与固定部件之间由于安装不良而发生摩擦，以及由于缺少润滑剂而引起的动、静摩擦。
磁悬浮离心鼓风机技术
精品整理
磁悬浮离心鼓风机技术
一、技术详情
基本原理采用磁悬浮轴承技术，两个径向轴承通过磁场力使主轴悬浮，彻底消除摩擦，实现高速运转，一个轴向轴承起到推力盘作用。
设有保护轴承，间隙小于磁轴承间隙，可以在停机时为主轴提供支撑。
本身实现高速运转，从而省去增速齿轮及传动机构，直接与叶轮直连，实现高效运转。
二、技术优势
采用磁悬浮高速永磁电机与风机叶轮直连，省却机械传动损失；具有多机联动功能，可以精确匹配现场工况，多机联动控制，节省能源消耗；具有精确曝气功能，依据现场水质，精确控制曝气量，提高曝气效率，促进污水处理。
三、适用范围
可以广泛应用于市政污水以及食品发酵、皮革化工、造纸印染、生物医药等行业污水处理。
四、工艺流程
首先是进行磁悬浮轴承的硬件研发设计及控制系统设计工作，之后进行磁悬浮高速电机的设计，其中包括转子动力学核算、有限元分析、电机控制设计、冷却方案设计等，最后对风机叶轮进行三元流分析设计，形成与电机匹配的高效叶轮，最终完成鼓风机整机配装。
离心风机振动分析及处理
离心风机振动分析及处理摘要：风机是一种从动的流体机械，它将机械能转化为流体的动能，本文所介绍的风机只限定于电动离心风机。
离心风机应用于石油、化工、电力、农业等众多领域，其运行的稳定性，直接决定一条生产线的正常运营。
风机振动是影响风机运行的重要因素，如果风机运行过程中出现振幅或振速超限情况，一定存在不同程度的故障，风机振动现象表现在设备各部件（基础座、轴承座、电机等）出现规律性晃动，若振动较大，必要时需要进行停机检修，否则会引发较大事故。
因此，根据风机振动情况，逐一排查引发振动的原因，并及时采取措施进行检修处理。
关键词：离心风机；振动；措施1.离心风机的振动原因1.1转子不平衡离心风机中最重要的部件是风机转子，在生产环节，往往会出现热处理变形、材质不均匀、形状加工与装配误差等情况，所以会在不同程度出现偏心质量。
在经过一段时间运行后，通常转子的振幅都会从小变大，而出现转子不平衡，导致振幅发生变化的原因主要有3个。
一是转子叶轮的铆钉由于叶片出现疲劳或腐蚀而脱落。
二是转子叶轮流道挂渣、受堵而加大了动不平衡力矩，从而加大了风机振动，导致机组运行受到破坏。
三是局部出现穿孔、不均匀腐蚀等。
因为转子不平衡而加剧了振动的特征表现为：振动转速和频率相同；在负荷与转速不断增加情况下振幅也会随之加剧；通过临界转速过程中振动会快速增大。
1.2喘振喘振是离心风机运行过程的自身特征，通常出现喘振现象的原因有2个方面：一是在特定条件下离心风机气流会产生“旋转脱离”，是导致喘振出现内在原因；二是联合离心鼓风机作业的管网系统特征则是导致其出现喘振的外在原因。
1.3电机铜条断裂通常情况下在叶轮平衡时，风机整体上的振动均改善较为显著，不过有部分时候还会出现振动不稳定的情况，例如难以准确监测振动数据，相同工况在不同时间测量其仍存在较大差别，振动波动大，将风门开度进行改变过程中振动出现突然变化等。
尤其是在电机侧该类振动现象非常明显。
因为振动属于向量，因此在相位以及幅值上能够明显反映出该类不稳定情况，如若振动出现较大变量，是难以让振动达到较好水平。
离心鼓风机振动故障的诊断及解决措施
前期 ，埘振 动机组 易发故障 点进 行处理 。 苗 ‘ 先复查 凋整联轴 器中心 ，
最ｌ 久限度降 低 由不对 中 导致的振 动 。然后 为 了防 止电动机 地脚 恳窄导致 紧 崮偏 差 ，对 电动机 底座 四角都 用塞 尺测量 。最后 调整 风机 轴 承各处的 间隙
紧 力。经过处理 后 ，机组振 动仍然 无法消除 ，电动机振幅 达０ ． Ｉ Ｉ ｍｍ，风机 ０ ． ０ ８ ａｍ，振幅随 频率 增加而增 人，而且机组运 行噪 声变大 。 ｒ
三、联合底座分析
１ ． 底座简介
（ 】 ）基本 结构 从联 合威鹰
／ ／
．
结构 町知 ，该底座是通过有 限厄分 析而设 计的新型箱武结 构。底座是
＋ 风 机
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由８ ｍｍ钢板焊接成 的半 封『 才 Ｊ 箱体 ， 往箱体 内部焊接一道纵 向和两道横 向筋板 ，筋板 高８ ０ ａｍ，厚２ ｒ ０ ｍｍ。 （ ２ ）受 力 方式 机组 运 行的
出现交替振动现象，检修返工率增
加 ，机组运行 的稳定性和 安全性大
幅降低 ，直 至部分机组 无法投运 。
２ ８
， 期
经过 此后 的两次 常规 检修 ，机组振 动远火 ｆ山东钢铁 集 有限公 的设备 ｇ Ｉ ， 蜷 运 行管理 标准 ，甚至 无法 使设备恢 复备 用 。通 过 多次 往线监 测频谱 图显示
／ 一 ／／
▲ — ・ — ■ — ★ — ■ ’ ’ － —■。
： ｏ ２ ） ３ ０ ３ ５ ４ ０
稳定运 行 ，底座的刚 度至笑重要 。
频 率／曲线
机 组 在 运 行过 程 中丰 要 是动 态 受
风电场谐波问题测试分析与治理措施研究
风电场谐波问题测试分析与治理措施研究发布时间：2021-06-25T10:06:08.633Z 来源：《中国电业》2021年7期作者：段锐敏，郭成[导读] 随着大型并网风电场日益增多，风电场的电能质量问题也日益凸显段锐敏，郭成云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南昆明，650217摘要: 随着大型并网风电场日益增多，风电场的电能质量问题也日益凸显。
本文基于在云南某高原风电场中发生的变流器电流故障和变桨驱动器过压故障，对风电场的电力谐波进行了测试，分析了谐波主要来源，研究了导致风机脱网的主要原因，并提出了对应的谐波治理措施。
对同类型风电场的电能质量问题防治具有一定的参考作用。
关键词:风电场；谐波；电能质量引言电力系统的谐波问题由来已久，伴随着交流电被采用作为电能的输送方式起就已经存在。
近年来，随着大容量电力电子设备和非线性设备的大量使用，使这一问题更加突出。
其危害主要体现在谐波畸变对电容器组、变压器及负载设备产生影响，严重的将引起设备故障或不正常工作。
因此，谐波已是电力系统不可忽视的问题。
风力发电机因采用大容量电力电子设备而产生谐波，并通过转子侧变流器和电网侧变流器馈入电网。
近年来，云南大型并网风电场数量急剧增多，风力发电利用小时数位居全国前列。
随着并网容量的与日俱增，风电并网所带来的电能质量问题也凸显出来。
对于风力发电机组大规模投运并网之后带来的电网稳定问题，防治风电场电能质量问题至关重要。
本文基于在云南某高原风电场中发生的变流器电流故障和变桨驱动器过压故障，对风电场电能质量进行了测试，分析了谐波主要来源，并提出了对应的解决措施。
对同类型风电场的电能质量防治具有一定的参考作用。
1、电力谐波概述在供电系统中除50Hz的正弦波外，还出现其他频率较高的正弦波，这些高次谐波叠加在基波上，使基波发生畸变，从而产生谐波，谐波频率为电源基波频率的整数倍。
在用电设备中有许多非线性负荷，非线性负荷从电网吸收非正弦电流，引起电网电压畸变，即所有电压与电流的关系为非线性的用电设备都是谐波源。
离心式鼓风机故障分析及改进
转子轴产生弯曲变形、 转子在运转中叶轮损 伤、 铆钉断裂脱落、 齿轮联轴器的不平衡等都是造 成转子不平衡的原因。 另外， 转子在制造过程中做 动平衡校验时， 剩余不平衡量超标， 在高速旋转 时， 产生不断变化的离心力， 引起风机振动。 每次 检修都要检查齿式联轴节内外齿形是否完好， 是否 有断齿现象， 检查转子叶轮损伤情况。 并对转子轴 的弯曲度进行校验， 如果最大值和最小值相差超过 0.05mm， 就 要 更 换 新 转 子 。 如 果 弯 曲 度 不 超 过 0.05mm， 就要对转子作平衡校验， 消除不平衡量， 以保证转子的平衡而不引起振动。
格， 轴承异常是造成轴承温度升高的重要原因。 轴 承异常主要表现： 合金材料材质不对、 与轴颈的间
油膜， 组成稳定连续的压力油膜层， 增加轴承和轴 颈之间润滑油量， 也是降低轴承温度的有效措施。
隙过小、 接触点和接触角不符合要求、 油囊太小。 1） 严格控制轴承的合金材料材质。 离心式风
机 轴 承 内 衬 一 般 采 用 巴 氏 合 金 （25ChSnSb11-6）， 若不符合材质标准， 轴承容易疲劳磨损， 出现脱 皮、 麻坑、 间隙增大引起的温度升高。 一般可以通 过听音和测振等方法来判断。
3 结语
[5] 马雷， 刘雅贞， 张爱民. 冶金分析中硅钼兰光度法的研究 与 应 用 [J]. 冶金分析， 2004， 24（10）： 297-299.
硅钼蓝分光光度法能有效测定煤沥青中微量
硅， 加标回收率为 91%～105%， 相对标准偏差小于
张晓林 编辑
离心式鼓风机故障及排除方法
离心式鼓风机故障及排除方法故障原因排除方法风量不足管道系统阻力超过风机规定风压清障，降低管道阻力风压不足管道系统阻力过高调节器阀门使其降低阻力电动机超负荷 1.风压过低使风量过大2.空气密度大于额定数据3.风机内部发生摩擦碰撞4.排气管漏气5.并联工作风机的影响1.适量增压，降低风量2.减小空气密度3.停机检修4.检修排气管5.改用串联或单机工作风机振动 1.基础不牢固2.主轴变形3.出口阀门过小，产生飞动4.风机内部有碰撞5.电机与风机轴不同心1.查明地点、原因修复2.校正或更换主轴3.调整出口阀门4.停机检修5.调整6.校正转子6.转子不平衡7.进油温度过低（水冷却过度）8.地脚螺栓松动9.电动机振动10.管路振动7.设法提高油温8.紧固地脚螺栓9.检修电机10.紧固管路轴承温升过高 1.润滑油有杂质或混有砂2.转子失去平衡，发生振动3.油中混有水4.油冷却不充分5.向轴承进油的孔道堵塞6.油面降低油量不足7.电动机与风机轴心不一致8.轴承的装配与所承受的推力方向不一致9.轴承压盖压紧后，其间隙不符合要求1.过滤或更换润滑油2.检修转子3.查明进水原因、换油4.更换油冷却器5.清除堵塞部位6.补充足够油量7.调整、校正8.调整、检修9.调整、检修。
浅析离心式引风机振动故障的诊断与处理
浅析离心式引风机振动故障的诊断与处理【摘要】：离心式风机是依靠输入的机械能，提高气体压力能并输送气体的机械设备，它是一种从动的流体机械设备。
电厂生产中通常使用的风机多为离心式引风机，用于将炉膛产生负压，输送热量及生产过程中的各种污染气体，是火力发电厂生产及环保设施中的的重要设备。
本文结合生产实际情况分析了离心式引风机在生产运行过程中容易出现振动的故障原因，提出了一些有效、可行的处理方法。
【关键词】：故障；引风机；轴承振动；叶轮；动平衡；引风机是火力发电厂的重要设备之一,作为风烟系统的动力源，风机设备的好坏直接影响到了火电厂锅炉的安全稳定运行，大型火力发电厂中通常使用两台引风机并列运行,这种设计其目的是为了增加介质流量并且保证当某一台引风机出现异常、故障的时候,仍有一台风机可以正常工作。
本文章依据离心风机理论知识结合现场实际生产情况对离心式风机常见振动的故障原因做出有针对性的分析。
1 设备概述某电厂采用的引风机为沈阳鼓风机厂生产的Y4-2×73-2NO28.5F型双吸入双支撑式风机，风机主要由转子组、机壳、进风口、进气箱、调节门、轴承组、轴承座、盘车装置及润滑系统等组成，每台锅炉配置2台引风机，电机前后轴承均为滑动轴承，从电机方向看，A侧引风机为逆时针方向转动，B侧引风机为顺时针方向转动。
2 离心式风机振动的危害性离心式风机振动是日常生产运行中常见的故障现象，只要将振动值控制在范围之内，对设备安全不会造成太大影响。
如果风机振动值严重超标，将会造成风机轴承座、轴承或电机轴承的损坏、基础地脚螺栓松动、风机风壳、风轮及风道损坏、电动机发热烧损等故障，致使风机工作性能降低，甚至造成整台设备全部报废。
更为严重的可因振动巨大造成设备事故，危及人身健康及工作环境。
3 离心风机轴承座振动风机较为频发的故障现象就是轴承座振动，现场可以通过就地振动探头或手持式振动监测仪进行初步诊断，轴承座振动引起故障现象有据可查，是一个振动值逐渐增大，连续缓慢发生的过程。
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摘要：简要介绍了磁悬浮离心式鼓风机谐波产生的原因及谐波危害，阐述了无源谐波滤波器及有源谐波滤波器的工作原理，并通过举例说明了增加谐波滤波器治理磁悬浮离心式鼓风机谐波污染的效果。
关键词：磁悬浮离心式鼓风机；谐波；谐波滤波器
1 概述
磁悬浮离心式鼓风机是将磁轴承技术和高速永磁同步电机技术融入传统风机中所形成的一种高效节能环保的新型鼓风机。
磁悬浮离心式鼓风机包括高速永磁同步电机、磁轴承、专用高速变频器、磁轴承控制器、叶轮、蜗壳、放空阀及其他辅助器件。
其中，专用高速变频器以及磁轴承控制器的执行部件是二极管整流桥、IGBT、MOSFET等半导体非线性器件。
这些半导体非线性器件的使用会产生大量高低次谐波，尤其是使用二极管开关器件进行的6脉波整流所造成的谐波对电网造成了严重污染。
因为6脉波整流技术成熟，成本低，便于实现，所以大多数变频器采用此种技术。
谐波会产生以下不良影响：
（1）导致线路中变压器及电缆过热，加速绝缘老化，寿命缩短；
（2）影响电子电气设备正常运行，比如谐波使电子显示器和照明设备出现闪烁，使继电保护装置出现误动作，使测量计量设备产生误差或误读数；
（3）可能引起系统谐振，造成三相电流不平衡，导致设备停机或损坏。
谐波治理最基本的方法有两个：（1）装设谐波滤波器补偿滤波，这对各种谐波源均适用；（2）对谐波源进行改进，使其不产生谐波，这种方法只适用于谐波源是电力电子换流装置（比如变频器）的场合，这种方法对谐波源改动较大，成本较高。
本文从装设谐波滤波器角度，阐述了无源谐波滤波器及有源谐波滤波器的原理，并通过举例说明增加谐波滤波器治理磁悬浮离心式鼓风机谐波污染的效果。
2 磁悬浮离心式鼓风机的谐波测试与治理
本文以150kW磁悬浮离心式鼓风机为被测对象，分别对其本身及加装的谐波滤波器进行谐波测试，测试仪器为示波器和电能质量分析仪。
2.1 150kW磁悬浮离心式鼓风机额定工况谐波测试
磁悬浮离心式鼓风机运行工况：电流205A左右，转速22000r/min 左右，测试结果如图1、图2所示。
从图1可以看出，该磁悬浮离心式鼓风机的电压总谐波畸变率THDu 为3.9%，电流总谐波畸变率THDi为31.3%，谐波分量主要为5次谐波和少量7次、11次谐波。
从图2可以看出，电流波形发生严重畸变。
按照国家标准《电能质量公用电网谐波》（GB/T 14549—93）的规定，标称电压为380V电压的公用电网，THDu不能超过5%，这是对大公用电网而言的。
对于有变压器分支的厂区供电，一般要求THDu＜3%，THDi＜10%，有些场合（变压器分支容量较小场合）甚至要求THDu＜2%，THDi＜5%。
显然，对于有变压器分支的厂区供电而言，该磁悬浮离心式鼓风机的THDu及THDi都超标了。
2.2 无源谐波滤波器及有源谐波滤波器
无源谐波滤波器主要采用电抗器和电容器组成LC回路，串联于系统中。
LC回路谐振频率的设定，只能针对于某一次谐波，即针对某一个频率为低阻抗，使得该频率流经为其设定的LC回路，达到滤除某一频率谐波的目的。
但是如果LC谐振频率设定不好，会与系统产生谐振，进而放大谐波，造成不良后果。
无源谐波滤波器结构简单，成本低，但不能将谐波完全滤除干净。
需要注意的是，无源谐波滤波器是串联于系统中的，其功率需与磁悬浮离心式鼓风机的功率相匹配。
无源谐波滤波器一般由进线电抗器、滤波电抗器和出线电抗器组成。
进线电抗器用以隔离系统中其他谐波源的高次谐波，滤波支路用以分流所配套负载所产生的5次、7次及高次谐波，出线电抗器用以改变负载整流电源的伏安特性。
有源谐波滤波器是一种用于动态滤除谐波、改善电能质量的新型谐波滤波装置，能对各次谐波进行实时滤除和无功补偿。
有源谐波滤波
器能克服无源滤波器谐波抑制的缺点（无源谐波滤波器只能补偿某次谐波，并且有谐波放大的风险），实现了动态跟踪补偿，可以既滤除谐波
又补偿无功。
有源谐波滤波器通过电流传感器，实时采集负载电流，经过电流调理电路送到内部控制芯片进行AD转换，进而计算出负载电流
的谐波成分，然后控制芯片输出PWM信号给执行器件IGBT，控制其产生一个与负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现谐波滤波功能。
有源谐波滤波器滤波性能不受系统参数变化的影响，可以滤除各次谐波，在其额定功率范围内，原则上能将谐波全部滤除干净，但是其原理相对复杂，又用到IGBT等电力电子器件，成本较高。
因有源谐波滤波器是并联于系统中，所以在选择时其功率无需与磁悬浮离心式鼓风机的功率相匹配，而是与总谐波电流相匹配，这样可以节省有源谐波滤波器的成本。
2.3 加装谐波滤波器进行磁悬浮离心式鼓风机谐波治理测试
本文以加装无源谐波滤波器为例，说明谐波治理效果（有源谐波滤
波器的谐波治理效果理论上更好），谐波测试结果如图3、图4所示。
从图3可以看出，加装无源谐波滤波器后，该磁悬浮离心式鼓风机的THDu为1.5%，THDi为3.8%，THDu及THDi都明显下降并符合电网及厂区要求。
从图4可以看出，电流波形接近正弦波。
150 kW磁悬浮离心式鼓风机加装无源谐波滤波器前后对比结果如表1所示。
3 结语
磁悬浮离心式鼓风机作为近年来的新型鼓风机，因具有结构简单、高效智能、安装及操作维护简单、噪声低、运行费用低等显著优点，在污水处理、物料输送、烟气脱硫等行业领域得到了广泛应用。
但是磁悬浮离心式鼓风机的工作方式所产生的谐波污染是个不可忽视的问题，为
了使磁悬浮离心式鼓风机得到更广泛的应用，需对磁悬浮鼓风机的应用现场进行谐波测试，了解其系统谐波总量及各次谐波分量，以便确定谐波滤波器的种类及性能参数，以最小的成本达到较好的谐波治理效果。