一次風機液壓缸支撐蓋碎裂原因分析

董旭光

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一次風機液壓缸支撐蓋碎裂原因分析

董旭光

（浙江浙能中煤舟山煤電有限責任公司，浙江舟山，316131）

現代大型單元機組中，鍋爐一次風機基本都采用動葉可調式軸流風機，一次風機做為鍋爐的重要輔機設備，其運行是否正常直接影響著鍋爐的安全穩定運行。本文針對某電廠1030MW機組一次風機因液壓缸支撐蓋碎裂，導致一次風機振動突升，進而引起一次風機跳閘的事故，技術人員通過分析一次風機液壓缸支撐蓋碎裂的裂紋及支撐蓋的金相組織，得出支撐蓋碎裂原因，提出相應的防范措施。

一次風機；支撐蓋；原因分析；措施

引言

一次風機作為重要的火電機組輔機設備，具有工作風量小，風壓高的特點。目前國內600MW以上機組，基本配置雙級動葉可調式軸流風機[1]。某電廠1號機組采用B&WB-3048/26.15-M型鍋爐，制粉系統采用正壓直吹式中速輥盤式磨煤機，配2臺由沈陽鼓風機通風設備有限責任公司生產的AST-2170/1400型雙級動葉可調式軸流一次風機。一次風機設計的B-MCR工況風量126m3/s，全壓升14532Pa，葉片角度的調節范圍為45°，風機轉速為1490r/min，電機功率為3400kW。此次一次風機液壓缸支撐蓋碎裂導致一次風機跳閘的事故，既具有一定的特殊性，又具有一定的典型性和代表性，可供相關技術人員為后續同類型風機設備的檢查檢修提供參考[2]，避免類似事故的再次發生，保障機組的安全穩定運行。

1 支撐蓋碎裂事件經過及處理

1.1 事件經過

2017年9月，1號機組負荷550MW，A、B、D、F制粉系統運行，總煤量200t/h，B倉為澳煤，其余各倉為澳蒙煤。冷、熱一次風母管壓力均在10kPa左右，A/B一次風機電流均為102A，機組運行穩定。

11時35分，大屏報警“A一次風機跳閘”，首出“A一次風機振動保護動作”。檢查發現#1A一次風機跳閘，#1A一次風機出口電動擋板、#1A空預器出口熱一次風電動擋板自動關閉，#1B一次風機動葉快開至80%，電流升高至220.6A。通知巡檢就地檢查#1A一次風機。同時聯系檢修人員到場檢查處理。

1.2 處理情況

13時10分，檢修人員組織對#1A一次風機開展搶修工作。拉開一次風機風筒后發現液壓缸支撐蓋破損嚴重，進一步拆除液壓缸、二級輪轂檢查內部情況，檢查確認無異常。同時打開進氣箱人孔門及葉片檢修孔，檢查確認風道內無異物、各葉片與風筒無摩擦痕跡且轉子轉動靈活。并對油系統進行檢查，檢查確認油管道無漏油現象并對溢流閥濾網進行清理。

22時05分，風機各部位檢查結束，確認除液壓缸支撐蓋碎裂外無其他異常，期間與生產廠家沈鼓聯系備品事宜。

次日15時，試運行#1A一次風機，液壓油壓力維持在1.7-2.8MPa之間，風機側最大振動為0.18mm/s，試運合格。隨即復役#1A一次風機。

2 原因分析

該廠一次風機液壓缸支撐蓋（圖號：345-189H），由沈陽鼓風機通風設備有限責任公司生產，材質為球磨鑄鐵（QT400-18）。委托技術研究院對發生開裂的液壓缸支撐蓋進行了裂紋分析，并對母材的金相組織、硬度、力學性能進行檢測，對造成碎裂的可能原因進行分析。

2.1 裂紋分析

液壓缸支撐蓋上有多條裂紋，呈現放射狀，裂紋大多經過螺栓孔或排氣孔。有一條環向裂紋貫穿了所有排氣孔，有四條縱向裂紋貫穿了支撐蓋外殼，另外中心的軸承孔附近也有多條裂紋。如圖1所示。

圖1 支撐蓋裂紋圖

2.2 金相分析

采用金相顯微鏡對支撐蓋母材金相進行分析，從金相照片上可以看到，鑄鐵中的石墨呈現條片狀，而不是球墨鑄鐵中典型的球狀。如圖2所示。

圖2 金相照片（100X）

根據《球墨鑄鐵金相檢驗》標準（GB/T 9441），在支撐蓋母材上隨機選取5個點，采用金相分析軟件，分析石墨含量以及球化等級。如表1所示。

表1 金相評級

上述金相檢測結果顯示，支撐蓋母材金相組織球磨化率為0%，金相組織不佳，不符合標準要求。

2.3 力學性能分析

根據《球墨鑄鐵件》標準（GB/T 1348-2009）及《灰鑄鐵件》標準（GB/T 9439-2010），對支撐蓋取樣，進行硬度、沖擊以及拉伸試驗。測試數據如表2所示。

表2：力學性能測試

力學性能檢測結果顯示支撐蓋母材力學性能不符合標準要求。

3 采取的防范措施

通過此次一次風機因液壓缸支撐蓋碎裂導致跳閘的事件原因分析，決定采取以下防范措施[3]。

1）對未發生開裂的該制造廠生產的同批次液壓缸支撐蓋進行監督，利用機組調停檢修機會進行滲透檢測，若發現有開裂傾向的，及時進行處理。

2）及時儲備備用液壓缸支撐蓋，在風機液壓缸支撐蓋發生異常時能夠及時搶修，避免風機長時間單側運行，影響機組負荷和安全運行。

3）加強對受交變應力的設備部件進行探傷檢查，及時發現隱患，消除隱患。

4 結語

一次風機出現故障將嚴重影響鍋爐的安全運行。此次事件因液壓缸支撐蓋材質不合格，在交變應力作用下，支撐蓋蓋體外緣首先出現裂紋，長期發展導致液壓缸聯接端面也產生裂紋，使得在調節動葉時液壓缸將支撐蓋的端面頂開，碎裂的支撐蓋與風筒內部固定不動的密封盤產生劇烈的摩擦，最終造成風機因振動大而跳閘。一次風機振動大的原因有很多，而因液壓缸支撐蓋碎裂而引起的不多見，具有一定的特殊性。究其根本，是由于受力部件的材質質量不達標，這就具有一定的典型性和代表性。通過本案例，為我們敲響了對受力部件做好材質檢測的警鐘，對類似的設備部件，該經驗也值得借鑒和參考。

[1] 廣東電網公司電力科學研究院. 鍋爐設備及系統[M]. 北京: 中國電力出版社, 2011.1.

[2] 時巖. 600MW機組一次風機振動大原因分析及處理[J]. 東北電力技術, 2014,14(5):14-16.

[3] 張永明;郝文蛇. 一次風機軸承振動大原因分析及處理[J]. 內蒙古電力技術, 2013,31(4):100-102.

[4] 蒙水橋.臺山電廠5B引風機靜葉突開及引風機過流故障處理[J]機電信息.2012

[5] 吳德朝.3B送風機液壓油壓力頻繁波動分析[J]機電信息.2012

Cause Analysis of Fragmentation of Hydraulic Cylinder Support Cover of Primary Fan

Dong Xu Guang

(Zhejiang Zhengneng Zhongmei Zhoushan Coal and Electricity Co., Ltd.,Zhoushan Zhejiang, 316131)

In modern large-scale unit units, the primary fan of the boiler basically adopts the movable blade adjustable axial fan. As an important auxiliary equipment of the boiler, the normal operation of the primary fan directly affects the safe and stable operation of the boiler. Aiming at the accident that the primary fan of 1030MW unit in a power plant caused by the breaking of the hydraulic cylinder support cap, which caused the vibration of the primary fan to rise sharply, and then caused the trip of the primary fan, technicians analyzed the cracks of the primary fan hydraulic cylinder support cap and the metallographic structure of the support cap, obtained the reasons for the breaking of the support cap, and put forward the corresponding preventive measures.

primary fan; support cover; cause analysis; measures

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.032

TM621

A

1672-9129(2019)03-0094-03