1 000 MW機組軸加風機頻繁進水及電機燒損問題分析及處理

摘 要：針對某電廠機組運行中軸加風機頻繁進水導致電機燒毀的問題，介紹了其故障分析與處理過程，結合現場情況，分析了導致軸加風機頻繁進水的原因，發現軸加風機與電機同軸連接方式不合理，出口逆止門不嚴密，軸加風機入口管道及出口管道未設計U型放水管，風機內積水，運行中蒸汽外泄沿軸流向電機轉子致使電機進水，是電機頻繁燒損的直接原因，并據此提出了相關的技術改造建議，使問題得到了徹底解決。

關鍵詞：軸加風機;電機;進水;骨架油封;U型水封

1 概況

江西大唐國際撫州發電有限責任公司的超超臨界機組裝機容量2×1 000 MW，軸封加熱器及軸加風機均為東汽廠及配套廠家供貨，每臺機組設兩臺軸加風機，一運一備，風機型號AZY013.5-043.3-1，流量2 600 m3/h，轉速2 900 r/min，全壓13 500 Pa，電機型號YX3-180M-2，功率22 kW。機組運行中控制軸封加熱器汽側入口管壓力-5 kPa，軸加風機進口與軸封加熱器殼側（汽側）連接，兩臺軸加風機出口管道DN219 mm，經過逆止門后匯流至一根出口母管，母管經過一截水平管道后向上引接至汽機房頂部排出。兩臺機組分別于2015年底及2016年4月投產;2017年2月—3月，首先2號機組軸加風機連續出現積水現象，而且燒損電機一臺，隨后3月份1號機組軸加風機也出現進水現象，燒損電機一臺。經我廠技術人員討論分析，并咨詢軸加風機廠家人員，對我廠現有設備及系統稍加改造，徹底解決了電機進水問題。

2 故障現象

（1）2017年2月22日，啟動2號機組2B軸加風機顯示黃色故障，就地實際未運行，經檢查是由于電機受潮、絕緣降低而無法啟動，烘干電機后運行正常。（2）2017年3月1日，2號機組2B軸加風機運行中跳閘，停電檢查電機，發現電機進水，電機接線盒處有水流出，風機殼體內部有水跡，經電氣人員修復電機并對電機接線盒進行封堵后，啟動運行正常。（3）2017年3月8日，1號機組1B軸加風機切至1A運行，測量1A軸加風機絕緣合格后，啟動1A軸加風機后故障跳閘，停電檢查電機，發現接線盒和電機內部進水，現場檢查故障風機拆開的逆止門法蘭處均有滴水現象，風機內部水跡已沒過風機中軸位置。

3 原因分析

針對電機燒損，風機殼體有水跡等情況，我廠技術人員進行了以下方面的排查工作：

3.1? ? 風機內部機械碰磨導致電機過載問題

經過設備部對風機手動盤車發現設備正常，轉配工藝核查也未發現設備本身動靜摩擦痕跡。

3.2? ? 出口逆止門不嚴密，設備備用時出口管倒流汽水導致備用風機進水

設備停運后，拆開備用風機出口連接法蘭，發現出口法蘭連續流水，說明出口逆止門不嚴密。

3.3? ? 運行風機時出口管倒流水導致運行風機電機進水

運行中軸加風機出口為正壓排汽，溫度在60 ℃左右，存在少量水蒸氣時會被排汽帶走，出口管大量積水才有可能倒流進風機。

3.4? ? 軸加風機入口管進水導致軸加風機、電機進水

軸封加熱器疏水經多級水封至凝汽器，軸加設備液位高開關報警，運行中液位開關無報警，對液位開關進行注水試驗發現其運行正常，運行檢查中軸封加熱器液位平穩，排除因軸加風機滿水造成軸加風機進水，導致電機過載;但運行中發現低壓軸封回汽U型水封有持續疏水流出，軸封回汽管道溫度較以前下降，軸封回汽管內含有凝結疏水，疏水未及時排出，沿管道進入軸加風機入口管導致軸加風機進水。

3.5? ? 軸加風機內有水跡，但入口管及風機殼體底部放水門開啟，放水不暢

運行中軸加風機入口門開啟狀態時，軸加風機入口管為負壓狀態，我廠軸加風機運行負壓約-5 kPa，換算約500 mm水柱，軸加風機中心位置距離底部放水門約0.4～0.5 m高度，我公司放水管設置為直管道，受大氣負壓作用，軸加風機內水位高于0.5 m時才能克服負壓排水，故軸加風機內排水不暢易存水，風機運行時內部水越積越高，葉片高速運轉，風機內濕蒸汽沿殼體軸封竄出，運行中后來驗證確實有濕蒸汽沿中心軸進入電機，進而造成電機進水;設備停運后，關閉放水門，打開風機殼體，確實見風機底部有積水，但是放水門不關的情況下，打開風機殼體時，風機內部變為大氣壓力，在打開瞬間能見到排水管排水。

2017年2月22日及3月8日電機啟動后跳閘，前期電機運行時已進入濕蒸汽，但是進汽量不多，沒有直接造成短路，而且運行時電機溫度高，蒸汽凝結慢，設備備用時電機內蒸汽全部凝結成水，啟動時測量絕緣滿足電機絕緣要求，但實際電機直阻已不合格，啟動后燒損電機，而且軸加風機DCS無電流監視，不便于監視電流及異常分析。

3.6? ? 排除電機接線盒套管進水至電機

現場檢查發現軸加風機接線盒進線套管中無水汽及水跡，排除電機中的水來自電纜套管。

3.7? ? 軸加風機與電機直接連接，結構不合理

杭州科星公司生產的軸加風機與電機直連，風機驅動端與電機距離不超過50 mm，風機驅動端未設置擋水環及密封裝置，電機驅動端密封不嚴，未設置骨架油封，是電機進水的主要原因;此外軸加風機電機絕緣為F級，該絕緣等級電機允許的工作溫度為155 ℃，我廠軸封回汽母管溫度約240 ℃，換熱后濕蒸汽溫度仍在100 ℃以上，蒸汽吹向電機本體，易導致電機絕緣加速老化。

綜上所述，判定電機頻繁燒毀的主要原因為：（1）軸加風機入口管及本體放水管未設置U型彎放水，運行時該處為負壓狀態，導致運行中放水不暢。（2）軸加風機與電機直接連接的結構不合理，且未設置有效密封裝置。次要原因為：（1）風機出口逆止門不嚴密。（2）出口管道未設置放水門。

4 處理措施

（1）在軸加風機驅動端及電機驅動端增加骨架油封，如圖1所示，阻止風機內濕蒸汽漏出進入電機本體內。

（2）在軸加風機出口水平管道最低處增加放水管，設置U型彎，水封高度1.3 m;將風機入口管與殼體底部放水管改為帶U型彎，水封高度0.6 m。

（3）檢修出口逆止門，保證嚴密不漏水。

（4）在DCS上增設軸加風機電流監視功能，運行中發現電流增大時及時倒換風機，關閉入口門放水。

（5）對主機低壓軸封減溫水調閥進行解體檢修，消除閥門內漏，避免低壓軸封回汽中含水量過大，便于運行調節。

5 結語

經過上述處理，運行中風機軸封向外竄汽水的現象消失，風機殼體內未再存水，運行9個月至今，沒有發生軸加風機電機燒損情況，檢查風機殼體內已沒有水跡，徹底解決了軸加風機進水及電機燒損問題，而且系統改造簡單，投入少，效果明顯。

收稿日期：2019-12-03

作者簡介：黃俊義（1982—），男，湖南衡陽人，工程師，研究方向：鍋爐汽機運行調節優化。