火電廠火檢冷卻風機振動治理的方法探討

趙紀龍 李旭峰 張藝漫

【摘 要】火檢冷卻風機是鍋爐單元機組的重要輔助設備之一，它為鍋爐燃燒器的探頭提供冷卻風，火檢探頭是鍋爐正常工作的重要檢測工作，同時，作為鍋爐主保護的重要條件之一，對于火電廠鍋爐的可靠運行起著至關重要的影響作用。

【關鍵詞】火檢冷卻風機；振動；治理

1.概述

火力發電廠為確保爐內火檢的正常工作，一般配置兩臺火檢風機提供冷卻風來保證火檢探頭的正常使用。鍋爐MFT一般都有一、二條關于火檢冷卻風喪失的主保護，或為喪失火檢冷卻風，或為火焰喪失，在一般規程中都鎖定，爐膛溫度小于80℃時可停火檢冷卻風機，目的是為保證火檢探頭的安全工作。

個別機組曾出現過由于火檢風機振動異常，導致火檢冷卻風的報警或停運，進而造成主保護動作，導致鍋爐MFT，給所在企業造成了一定的經濟影響，甚至是設備損壞，因此確保火檢風機的可靠運行，及時治理火檢風機的振動缺陷具有重要意義。

2.火檢風機現場安裝系統介紹（以某新建電廠為例）

現場配置火檢冷卻風機2臺，流量為728-5000m?/h，單個重量為32kg，電動機型號為M2BAX 160MLB 2，功率為15kW，轉速為2929r/min，電動機電壓為380V，電流為28A，風風機型號為A780，離心式風機。該風機效率高，大于85%，振動小、噪音低，風機外殼1米處噪聲<80dB。該風機具有非常平滑的壓力特性曲線。用于該壓力曲線在主要運行區域內流量變化5～8倍而壓力僅變化±5%，當現場流量發生較大變化時，風機仍能保持正常的壓力。

火檢風機位于13.7m爐后水泥平臺上，風機與水泥地坪之間有一個鋼制預埋件和一個鋼制框架，兩臺風機采取對稱、對面布置，兩個出風口在逆止擋板門后經一個手動蝶閥與φ219的碳鋼管道相連接。

3.異常介紹

在機組進行空氣動力場時，火檢冷卻風機一起進行試運，經對風機電機的驅動端和自由端振動進行了測量，數據如下：

以上數據顯示，自由端的垂直方向數據最大，其余方向的振動均偏大。因此，首先分析自由端垂直方向上的振動原因最為重要。經使用北京正朝ZC4000點檢儀進行現場測試，發現A風機自由端顯示一倍頻成分最大，約為50μm，二倍頻成分11μm，其余倍頻、低頻及高頻分量都不大；同時，B風機自由端顯示也是一倍頻成分最大，約為48μm，二倍頻成分13μm，其余倍頻、低頻及高頻分量也都不大。

以上的頻譜顯示，不能排除可能存在的以下幾個問題：

（1）支撐系統缺陷；

（2）轉子不平衡；

（3）聯軸器出現缺陷。

針對以上幾種可能，現場逐一進行了檢查確認。

4.振動處理步驟

4.1振動原因分析

因為是新設備，且廠家出廠前已做了相應的動平衡試驗，火檢風機為基座、框架與風機本體整體運至現場，整個運輸過程未出現設備碰損事件，振動不可能出現大幅度的超標，以上數據也從廠家處進行了核實。因此，轉子不平衡和聯軸器缺陷暫時可以先不考慮，那么重點就是圍繞整個支撐系統進行缺陷檢查。

4.2 異常振動處理過程

因振動主要存在于垂直方向，結合基礎支撐的分析，首先對地腳螺栓進行了確認，發現電機與框架的連接螺栓、框架與基礎鋼架的連接螺栓均緊固牢靠，未出現松動，同時，使用點檢儀檢查時，連接處振動未出現大幅度的波動，但是從上至下，垂直方向上的振幅逐漸減小，但最小處仍有15μm左右的振幅。由此可以確認，風機框架與水泥臺面之間仍然存在振動松動的可能性。

經向土建專業了解，原密封風機在鍋爐運轉平臺上設計為坐在預埋件上，而由于設計圖紙到位緩慢，導致圖紙到位時，運轉層已澆筑完混凝土，要完成預埋件的敷設，必須要將原地坪砸開，這樣以來，對該處的水泥強度以及防水效果將造成影響。為避免以上隱患，經咨詢設計院后，基礎改為用四條膨脹螺栓進行緊固。由于基礎框架較長，但是現場的膨脹螺栓僅有四條，無法確保長度方向上的結構剛性，經現場測量后，發現框架底部仍然存在10μm的振幅，且在兩臺風機自由端的下方振幅為14μm和15μm，這和之前風機本體上測到的垂直方向上的偏大數值位置相符。由于兩臺風機為對稱、對面布置，所以由此確定基礎框架存在對角扭矩的問題，經現場對四條膨脹螺栓緊固后，發現自由端下方的振動減小，但任然存在8μm左右的振動。由此，可進一步確認，底部框架基礎需要進一步提升剛性，于是，要求土建單位兩邊各增加兩條膨脹螺栓，并進行混凝土二次灌漿。灌漿凝固干燥后，經現場再次測量發現振動數值明顯減小。

對于輸送介質的轉機設備連接的管道而言，若管道直接與轉機相連，容易出現轉機振動傳遞給管道，或管道振動傳遞給轉機設備，給轉機設備帶來振動疊加的效果，長時間會進一步造成振動惡化，而避免以上危害，對于液體介質而言，往往是在管道合適位置增加彈性或剛性支吊架進一步消除或限制振動；而對于氣體介質而言，往往是在轉機與管道的連接部位增加軟連接，從而實現兩個振動源的相互隔離。經現場研究后，決定將出口的蝶閥更換金屬膨脹節（由于考慮避免外界尖銳物體對軟連接的損壞，未采用軟連接）。膨脹節更換后，經再次測量振動數據，發現兩臺風機的各處振動均為優良值。

5.結束語

轉機振動直接影響著設備的安全可靠運行，尤其是對于火力發電廠中承擔著主要保護的設備，從設備的設計、加工、安裝和試運方面了解設備振動的產生機理，結合設備自身各部件的振動頻譜，合理分析產生振動的原因，同時，結合常規的振動治理措施，多措并舉，才能切實治理并消除轉動機械的隱患，從而，確保設備的可靠運行，不斷提升機組的運行經濟性。

參考文獻：

[1] 劉策峰，李亞軍，楊峰.鍋爐火檢冷卻風機做備用的可行性分析[J].寧夏電力，2008（09）：74.

[2]Liu Ce-hua，Li Ya-jun，Yang Feng.The feasibility analysis of boiler fire check cooling fan for standby[J].Ningxia electric power，2008（09）：74.

[3] 劉保國，姜春霞.風機振動原因分析及解決措施[J].河南電力，2010（31）：62.

[4]Liu Bao-guo，Jiang Chun-xia.Cause analysis and solution of fan vibration[J].Henan electric power，2010（31）：62.

[5] 羅劍斌，荊百林，袁利平，劉靜宇.火電廠旋轉設備振動標準介紹與應用[J].河南電力，2006（01）：46-48.

[6]Luo Jian-bin，Jing Bai-lin，Yuan Li-ping，Liu Jing-yu.Introduction and application of vibration standards for rotating equipment in thermal power plants[J].Henan electric power，2006（01）：46-48.

（作者單位：大唐鞏義發電有限責任公司）