300 MW循環流化床鍋爐雙級動葉引風機常見故障原因分析及建議

杜鐵峰

（開灤協鑫發電有限公司，河北唐山 063199）

0 引言

300 MW循環流化床鍋爐是發電廠中常用的關鍵設備之一，主要是以燃燒低劣質煤為主的綜合性發電鍋爐設備，在燃燒過程中，利用靜電（袋式）除塵的方法，通過引風機將產生的煙塵排入大氣。因此，300 MW循環流化床鍋爐雙級動葉引風機的設備工作狀態直接影響發電機組的有效運行。

1 振動異常分析

1.1 振動情況

某電廠4號爐B側雙級動葉可調軸流式引風機為上鼓風機廠生產，型號為SAF26.6-19-2，工作轉速為990 r/min、0.05 mm風機振動保護報警、0.10 mm風機振動保護跳閘。2014年底、2015年初正式運行，2015年12月發生意外故障導致葉片損傷變形，停機開蓋時發現空心導葉已經嚴重腐蝕，2017年11月振動發生異常。經測振儀測點在水平、垂直、軸向3個方向對該引風機的振動情況進行檢查與分析，發現引風機的振動幅值分別為0.091 mm、0.017 mm、0.026 mm以下，整個引風機振動設備的穩定性比較差，在不同時間測得的工況振動也存在明顯差別，水平振動的波動范圍達到了0.045～0.091 mm，說明該循環流化床鍋爐雙級動葉引風機已經出現了問題，建議停機整修。

1.2 故障原因

該風機在運行過程中出現了振動，由于該風機在2015年12月受到了外力沖擊，造成雙級動葉引風機的葉片損傷變形，不僅僅導致葉片出現問題，而且引風機的滑塊全部由于外力而變形，無法繼續使用，部分葉柄及調節桿也出現明顯變形，在具體工作中引起的振動十分巨大[1]，如圖1～2所示。結合對該設備的2次振動分析與檢測報告，同時考慮到該引風機工作所處的惡劣環境，可以推測振動值驟然升高現象產生的原因，可能是由于2015年12月的外力沖擊導致整個轉子部件都有所損傷，以及在后期的運行過程中缺乏正確的保養，說明引風機的軸承已經出現問題。綜合上述問題，建議整個設備停機檢測，對引風機的軸承箱部進行檢測、維修，考慮到其振動平均值有所上升，同時建議對葉輪部進行檢查，排查是否有損壞零件，如果出現零部件損壞，需要重新更換，并保證所有葉片靈活轉動，檢驗葉輪整體的動平衡[2]。經檢測，該引風機振動值水平為0.051 mm、軸向為0.039 mm、垂直為0.01 mm，隨著動葉開度的增大，一級葉輪（電機側）與二級葉輪（液壓缸側）振動值有明顯的上升狀態，且一級葉輪振動值大于二級葉輪。基于此臺引風機振動值標準（水平、軸向、垂直）應小于0.05 mm，故初步斷定此臺引風機存在一定的問題，具體問題分析為以下幾點。

（1）葉輪振動值過大。引風機的一級葉輪振動值大于二級葉輪，于此初步推測，此臺風機每片葉片是否存在漂移現象；一次葉輪角度與二級葉輪之間的角度誤差偏大，正常值應為一級葉輪角度小于二級葉輪角度（≤0.5°～1.5°）。

（2）檢查引風機的調節桿螺絲出現松動現象，導致葉片漂移，進而引起風機振動。

（3）引風機滑塊檢測。對引風機的滑塊有無磨損進行檢測，如果出現磨損，就會導致每片葉片間的角度誤差偏大。

（4）工作環境影響引風機使用。由于引風機工作環境惡劣，導致轉子質量不平衡，主要原因有葉輪磨損（主要是葉片）；不均勻式腐蝕；葉片與葉輪表面積灰；葉輪上的連接件松動；葉片根部積灰導致葉片卡澀，隨著負荷增大導致風機振動值上升。

（5）軸承箱內角接觸推力軸承（7336.B.MP.UA）彈道磨損，推力間隙偏大導致角度增大，從而導致引風機振動值有明顯升高。

（6）軸承箱內預緊彈簧的預緊減小，導致彈簧之間的角度增大，振動值升高。

（7）NJ336與NU336軸承的滾柱體與內套間的間隙偏大或滾柱體有金屬疲勞、銹斑、脫皮現象，內外套有假性布式壓痕、微動腐蝕等缺陷，引起風機的水平與軸向振動值偏大，如圖1～2所示。

圖1 風機雙級動葉轉子

圖2 風機動葉輪轂內部

2 振動處理建議

由于引風機的聯軸器偏轉，在旋轉狀態以及風葉出現破損、滑塊磨損等情況下，軸承對軸徑的承力中心點也將發生變化，隨著風機的轉速周期性地沿軸向變化。

2.1 風機葉形跑偏引起振動

引風機受脫硫脫硝影響，導致風機腐蝕嚴重，國內目前運行的機組大部分動葉可調風機易發生腐蝕現象，特別是經過超低排放改造過的鍋爐。引風機經過長期使用后，在進口端一定范圍內“自然掛灰”的現象越來越嚴重，使風機葉片根部積灰特別嚴重，葉片根部密封完全失去彈性，葉柄與葉柄襯套發生卡澀，失去密封作用，導致大量的灰、雜質進入，從而發生葉片卡死，導致動葉無法調節、風機葉片跑偏，造成風機動葉不同步，引起風機振動，嚴重會引起風機喘振現象[3]。風機葉片與煙塵中的顆粒相互摩擦，導致風葉的葉片容易受到磨損，而且風葉的葉片采用的是相同材料，在風機運行時，化學成分、機械性能以及耐磨強度等在不同區域及微觀上會發生不同的變化，這種差異在運行過程中容易出現多種問題，導致引風機的動平衡出現問題[4]。

建議：機組進行檢修時，風機大蓋拆除，手動活動葉片，葉片角度無明顯較大差別，葉片拆除，清理葉片根部積灰，打磨根部產生的結垢，涂抹7014后進行回裝；風機葉片回裝后，要求運行部每天進行至少3次葉片全開全關操作。

2.2 風機推桿磨損或彎曲造成風機轉子振動

引風機在運行中，每一次動葉調節動作過程，都會使連桿和推桿襯套軸向產生摩擦，連桿和推桿軸襯套間沒有任何潤滑介質，處于一種干摩擦狀態，磨損的推桿軸襯套的銅粉沫作為介質又加劇了這種磨損，以至于磨損量越來越大[5]。連桿和推桿襯套磨損后，會引起風機第一級葉輪的推盤偏心，影響風機平衡，同時造成風機兩級滑塊磨損，引起風機振動，直至影響鍋爐安全運行。

建議：風機檢修時，推桿襯套進行更換，連桿進行校正，保證連桿與襯套的間隙不大于0.03 mm。

（1）滑塊處理

清洗檢查：滑塊磨損嚴重，已有部分磨損缺失，需要對滑塊進行更換處理。

缺陷描述：測量滑塊，實際誤差1～3 mm，不符合工廠標準要求，說明滑塊存在嚴重問題，容易導致引風機振動，如圖3所示。

缺陷后果：如不更換，動葉開關時會造成空行程或葉片在運行中抖動。

建議：更換所有滑塊，如圖4所示。

圖3 磨損滑塊

圖4 新滑塊

（2）檢查O型圈與密封墊環

清洗檢查：O型圈、密封件老化變形，容易產生泄流現象。

缺陷描述：O型圈、密封件老化變形，腐蝕嚴重，不再具備密封條件，不符合密封件標準使用要求，屬于易損件，檢修必換，如圖5所示。

缺陷后果：如不更換，將影響密封性，造成進灰塵、潤滑油流失，降低防塵效果，導致葉柄軸承失效。

建議：更換所有損壞的O型圈與密封墊環，如圖6所示。

圖5 舊密封

圖6 新密封

（3）檢查調節桿螺栓

清洗檢查：調節桿螺栓銹蝕、牙紋變形，是引起振動的主要原因之一。

缺陷描述：由于工作環境惡劣，調節桿螺栓表面疲勞，部分牙紋變形，不符合緊固件標準要求[6]。

建議：在具體處理過程中需要更換調節桿螺栓。

2.3 風機轉子動平衡偏差大導致引風機振動

風機電機聯軸器中心不正，動調裝置中心不正，風機中間軸彎曲及兩端法蘭面不同心，風機中間軸動平衡偏差大，風機轉子動平衡偏差大，導致風機振動。

（1）風機運行一定周期后，風機和電機聯軸器中心可能發生偏移，由于軸流引風機使用的是撓性聯軸器，引風機運行溫度在120°～150°，電機中心如果偏差過大，也會導致風機振動[7]。

（2）雙級引風機電機與風機連接是靠中間軸連接（中間軸是一根空心軸），由于運行一定周期后，中間軸極易發生彎曲，兩端法蘭面不同心，動平衡極易受到影響，導致風機振動，如圖7所示。

圖7 中間連接軸

（3）動葉調節機構（液壓缸），由于液壓缸推動葉輪內推盤，由推盤帶動調節柄、調節柄帶動葉柄而產生動葉可調效果，液壓缸中心校驗，使風機液壓缸主軸中心為風機主軸的中心線延長線上，如果液壓缸中心不正，極易產生風機振動。

建議：風機每次檢修時，液壓缸進行找正，保證液壓缸的中心度不大于0.05 mm，如圖8所示。

圖8 液壓缸

（4）校驗葉片開度，調節桿夾緊螺栓擰緊力矩474 N·m。主要要保證設備到現場后，進行葉片安裝，葉片螺釘擰緊力矩為452 N·m，根據螺栓的拆裝次數，建議提高力矩大小，保證螺釘的緊力。

（5）靜態動態葉片調節正常，包括全關、中間位置、全開位置，反復5次，繼而在全行程范圍任意位置能鎖定，無漂移，反饋一致，如圖9所示。

圖9 靜態動態葉片調節演示

（6）風機運行一定周期后，葉片及輪轂受煙氣中灰塵磨損及腐蝕，導致動平衡影響，建議在風機停運后現場進行動平衡處理，增加合適配重塊[8]。

2.4 液壓缸零部件

液壓缸拆卸、檢查主要依據檢查標準，嚴格處理每一個布置，液壓缸拆檢，檢測工作行程為100 mm，如圖10所示。

圖10 液壓缸

（1）檢查密封件

清洗檢查：對整體密封件進行清洗檢查，如果密封件出現老化變形，也會引起風機振動。

缺陷描述：密封件老化變形，屬于易損件，不符合液壓密封件標準使用要求，需更換，如圖11所示。

缺陷后果：如不更換，將嚴重影響密封性，導致液壓缸漏油，影響整個風機運行，產生更大振動。

建議：在處理時，需要整體更換密封件。

圖11 密封件更換檢查

（2）檢查骨架油封

清洗檢查：檢查骨架油封是否存在老化現象。

缺陷描述：骨架油封無彈性、變硬，容易出現漏油現象，不符合密封件標準使用要求，檢修必換，如圖12所示。

缺陷后果：如不更換，容易失去密封性，造成進灰塵，引起風機振動，影響液壓缸使用壽命。

建議：更換所有骨架油封。

（3）檢查軸承

清洗檢查：對所有軸承零部件進行清洗檢查，發現軸承磨損。

缺陷描述：檢查軸承每套共計3件，分別為2件6209、1件3200軸承，軸承內部生銹，軸承滾道摩擦，內外側有明顯銹痕、劃痕。不符合軸承使用手冊中關于軸承滾道、保持架、滾動體不得有磨損、銹蝕、脫皮的要求。

缺陷后果：影響液壓缸主軸的行程及反饋桿的調節。

建議：全部更換損壞的軸承，共計6盤，如圖13所示。

圖13 軸承零部件更換清洗

（4）檢查伺服閥

清洗檢查：檢查液壓缸伺服閥系統是否存在損壞現象。

缺陷描述：伺服閥已腐蝕、松動，配合間隙超出標準，不符合插裝液壓閥標準要求，如圖14所示。

缺陷后果：如不更換，將嚴重影響液壓缸運行，引起風機振動。

建議：更換新的伺服閥系統，使配合間隙符合標準。

圖14 液壓缸伺服閥系統

（5）檢查銅套

清洗檢查：液壓缸銅套，檢查是否存在問題。

圖15 液壓缸銅套更換

缺陷描述：銅套與主軸配合部位磨損嚴重，間隙過大，不符合元件規范要求。

缺陷后果：如不更換，與主軸的間隙增大，會造成漏油。

建議：更換新的銅套，保證系統能夠符合要求，如圖15所示。

3 結束語

300 MW循環流化床鍋爐雙級動葉引風機的故障對引風機的損壞十分巨大，引風機聯軸器的偏轉、軸承磨損、油封損壞、軸承問題、油膜失穩和軸的撓曲變形等都會引起引風機的振動。本文對300 MW循環流化床鍋爐雙級動葉引風機故障的原因進行分析，并結合鍋爐引風機在工作中的常見問題，詳細分析了不同問題導致引風機振動的原因，并提出了有效的解決策略。