解析火力發電廠鍋爐高壓頭引風機振動問題

賈孝峰

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司發電廠，山西靈石030314）

引言

火力發電廠鍋爐高壓頭引風機結構及所處工作環境較復雜，故障發生率較高，其中引風機振動較為常見，若不及時排除則會引起嚴重事故[1]，因此，電廠應提高認識，重視引風機振動故障研究工作，做好引風機現場檢查及運行參數檢測，積極采取有效措施，及時排除振動故障。

1 電廠引風機振動特征

為更好的生產運營，某電廠對原有發電機組進行改造，拆除原增加風機，使用HU25011-22G雙級軸流動調風機替換，改造后風機各項參數，如表1所示：

表1 改造后風機各參數

分析發現，鍋爐高壓頭引風機安裝時還存在一些不足，一方面，過密封間隙不符合要求，在廠家技術人員指導下，實施輕微打磨后安裝。另一方面，出現漏油情況，在運行前更換新液壓頭。

引風機運行后發現，3A引風機振動較嚴重，3B引風機振動不明顯，以冷態啟動，3A引風機振動最大達到1.69 mm/s。鍋爐帶負荷后，3A引風機垂直、水平振動分別為4.12 mm/s、4.05 mm/s。超過設定值。研究發現，煙氣溫度提高，振動更為嚴重，技術人員對現場進行初步分析，認為可能由芯筒和殼體、芯筒和軸承箱支撐強度不足或煙道布置不科學導致，于是使用筋板進行加固，提高支撐強度。

振動分析專家應用專業儀器，對引風機運行參數進行檢測，結果發現，3A引風機振動有所緩解，振動值降低至3.98 mm/s。運行兩個月后，振動值超過4.0 mm/s，最大為5.0 mm/s。與風機相距400 mm觀察振動情況，發現第一級動葉位置有規律的金屬剮蹭聲音，第二級動葉附近沒有異常響動；整體上看風機振動較大，煙道雖有振動，但未超出正常范圍；風機基礎振動情況稍大于正常情況；風機油站工作溫度較高，于是使用風扇幫助散熱。3B引風機平時振動不大，但當負荷變化時，振動變大至4 mm/s，引起報警，振動較大時間持續較短。

針對引風機發生的振動情況，電廠組織技術人員對風機的配重進行調整：增加電機和風機空心軸連接螺栓配重，配重重量在1 kg左右。觀察發現，風機振動問題并沒有明顯改善，運行期間3A引風機垂直和水平振動最大值達到6.3 mm/s、3.3 mm/s，振動較為嚴重，給風機的安全運行造成較大威脅。對比電廠其他鍋爐同型號引風機，發現運行中并未出現振動過大現象。

2 引風機振動原因

2.1 葉輪不平衡

葉輪不平衡引起振動的情況分為葉輪有質量缺陷或運行中出現結垢、磨損情況；葉輪安裝時質量不過關兩種[2]。

通過分析引風機相關數據得知，風機投入時間較短僅為半年，出現結垢、磨損機率較低。但葉輪質量缺陷、安裝缺陷不能排除，因此，要求技術人員在停機后，對風機進行全面檢修，核對葉輪尺寸參數，發現尺寸、動葉曲線存在異常時，及時更換滿足要求部件，整改組合尺寸、器件安裝等。另外，靜態調試作業時，應保證同一級動葉角度相一致。

2.2 煙風道振動

煙風道氣流引起的壓力擾動和脈動會導致引風機振動。另外，煙道支架不牢固或破損、煙風道結構設計不合理等，也會引起引風機振動，因此，技術人員應認真檢測煙風道系統氣流情況。檢查煙道固定支架是否存在卡澀、滑動、開裂等質量問題。

從引風機現場情況來看，引風機的煙道振動較小，振動未超過正常范圍，都無法引起引風機振動，因此，煙風道引起引風機振動可以排除。

2.3 響動及摩擦

響動及摩擦也會引起引風機振動，包括動靜摩擦、聯軸器異常、滾動軸承表面損壞、軸承裝配不良等。

結合引風機的振動表現應在停機狀態下，全面檢查引風機的聯軸器、軸承安裝參數。一方面，檢查與分析軸承游隙是否在正常范圍，發現異常聯系廠家重新裝配。同時，將風機軸承磨損情況作為重要內容加以檢查，如軸承失效、磨損，如磨損嚴重，應認真檢查潤滑油站是否正常運行，發現問題及時解決。如潤滑油站運行正常，應檢查軸承座清潔度以及原件材質是否符合要求。另一方面，檢查動靜摩擦情況，如確定為動靜摩擦導致的引風機振動，應評估磨損嚴重程度，及時處理摩擦位置。另外，校對聯軸器安裝尺寸，確保其處于正常范圍。

2.4 轉子運動頻率與固有振動頻率相接近

轉子運動頻率接近引風機轉子固有振動頻率，使得引風機在共振作用下發生振動，因此，應檢測轉子旋轉頻率與引風機轉子固有頻率，避免兩者接近或相同。通過對該振動風機投入運行后的參數進行分析，得知風機轉速與臨界轉速相差較大，可以排除臨界轉速造成的引風機振動問題。

通過對引起引風機振動的因素進行分析，對比引風機現場以及運行數據，發現引風機振動振幅并不大，而振速較大，該類問題多由氣流擾動引起。同時，檢測中還發現了高頻22倍頻，而引風機葉片剛好22片，該現象同樣為氣流原因引起。分析引風機運行現場聲音，振動由支撐強度不足引發的可能性較大。

3 引風機振動優化措施

通過分析引風機振動表現以及可能引起振動的原因，歸納以下優化措施：首先，認真檢查引風機支撐強度，發現薄弱位置時應及時進行加固，保證引風機運行的穩定性[3]。其次，認真檢查兩級葉片角度是否同步，發現葉片角度異常時，及時進行調整。最后，考慮到3A引風機運行時出現異常響動，檢查動靜摩擦位置。3B引風機有金屬振動聲響，該種情況可能因軸承箱或動葉安裝問題引起。

4 優化效果

技術人員對引風機支撐強度做加固處理后，微調部分兩級葉片，使所有葉片角度均保持一致。同時，認真處理動靜摩擦位置。引風機再次運行后，振動過大問題消失，振動在允許范圍內[4]。

5 結論

1）火力發電廠鍋爐高壓引風機振動是否在合理范圍內，關系著火力發電廠生產工作的安全性，因此，電廠應提高引風機振動問題的認識，做好引風機振動原因研究，及時排除引起引風機振動的不良因素。

2）引起引風機振動的因素較為復雜，包括葉片不平衡、煙風道固定不牢固、動靜摩擦及聯軸器、滾動軸承異常、轉子頻率等都可能引起引風機振動。為及時排除振動故障，應做好引風機相關位置檢查，分析引起振動的原因，逐一排除異常。

[1]殷立明.火力發電廠鍋爐安裝工藝與技術措施研究[J].低碳世界，2017（1）：54-55.

[2]于曉濤.火力發電廠350MW機組引風機高壓變頻調速技術的應用研究[D].長春：長春工業大學，2016.

[3]崔國智，王剛.火力發電廠鍋爐運行優化策略分析[J].山東工業技術，2015（6）：199.

[4]曹勝利.十里泉發電廠6號鍋爐高壓省煤器改造方案研究[D].北京：華北電力大學，2014.