雙級動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機故障分析

林 森，馬伯洲，莊吉法，林增雷

(淮南礦業(yè)集團發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232072)

0 前言

引風(fēng)機作為火電廠鍋爐系統(tǒng)的重要輔機，其可靠性和穩(wěn)定性對電廠的安全生產(chǎn)影響密切。動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機因具有流量大、壓力大、效率高、調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。但因使用環(huán)境惡劣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)頻繁等因素影響，該類型風(fēng)機極易發(fā)生異常情況。某電廠動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機就發(fā)生過3起出力受限、軸承振速大或液壓系統(tǒng)漏油的異常現(xiàn)象。

1 動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機

某電廠采用上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的SAF26-18-2型雙級動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機，由轉(zhuǎn)子、傳扭軸及聯(lián)軸器、伺服控制裝置等組成。

風(fēng)機葉片角度由電動執(zhí)行器通過液壓調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為-40°～11°。兩級風(fēng)機葉輪位于軸承箱兩側(cè)，主軸承由軸承箱內(nèi)的油池和液壓潤滑聯(lián)合油站供給油潤滑。該風(fēng)機相關(guān)性能參數(shù)見表1。

表1 風(fēng)機性能參數(shù)

2 風(fēng)機出力受限

2.1 異常現(xiàn)象

2020年2月以來，1號機組2臺引風(fēng)機先后出現(xiàn)開度調(diào)節(jié)指令增加而電機電流未隨之增大的現(xiàn)象。以引風(fēng)機A為例，1月19日某時，引風(fēng)機動葉開度調(diào)節(jié)指令為70 %時，引風(fēng)機電流為230 A；2月19日某時，引風(fēng)機動葉開度調(diào)節(jié)指令為77 %時，引風(fēng)機電流為198 A。經(jīng)檢查，風(fēng)機振速正常，軸承溫度正常，液壓系統(tǒng)油壓和油位均正常，電動調(diào)節(jié)裝置及連接機構(gòu)正常，而風(fēng)系統(tǒng)管道未出現(xiàn)振動、氣流不均等異常現(xiàn)象。

2.2 原因分析及處理

由于設(shè)計制造方面的原因，引風(fēng)機調(diào)節(jié)指令無反饋值，葉片的實際工作狀態(tài)僅能從風(fēng)機電流值進行判斷。由于前期檢查并未發(fā)現(xiàn)明顯異常現(xiàn)象，故而結(jié)合同類型設(shè)備的同類異常事件，初步判斷風(fēng)機出力受限的原因可能為：

(1) 引風(fēng)機葉片因脫硝副產(chǎn)物硫酸氫銨結(jié)晶或積灰板結(jié)導(dǎo)致葉片卡澀。

(2) 煙氣結(jié)露形成的酸液沿葉片侵入動葉與輪轂間的間隙，造成葉片底座內(nèi)部銹蝕、卡澀。

(3) 液壓缸密封膠圈老化失效漏油，造成液壓缸調(diào)節(jié)壓力不足，不能調(diào)整動葉。

2月23日，機組停運后進入2臺引風(fēng)機內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)葉片及輪轂較為潔凈，無結(jié)晶、積灰或銹蝕現(xiàn)象，葉片動作正常，液壓缸密封無失效現(xiàn)象，故排除了上述3個可能的原因。

經(jīng)全面檢查，發(fā)現(xiàn)葉片液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)端部的向心關(guān)節(jié)軸承積灰嚴重，動作困難，且引風(fēng)機A液壓機構(gòu)指示軸與延長桿間的連接銷斷裂。由此判斷引風(fēng)機出力受限為指示軸的向心關(guān)節(jié)軸承卡澀使得液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)桿無法正常動作，進而導(dǎo)致液壓缸無法向左自由移動推動葉片變動角度所致，而停機后進行液壓系統(tǒng)全開度試驗導(dǎo)致連接件柱銷發(fā)生斷裂。此后對向心關(guān)節(jié)軸進行了清理并復(fù)裝，同時更換了斷裂的柱銷，再次試驗液壓系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)各部件運轉(zhuǎn)正常，各項參數(shù)恢復(fù)正常。

3 風(fēng)機軸承振速大

3.1 異常現(xiàn)象

3月17日，1號機組啟動前對各輔機進行了試轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機A固定端軸承水平振速最高達6 mm/s。該參數(shù)的報警值為4.7 mm/s，跳閘值為11 mm/s，上個運行周期的平均值為1.7 mm/s。空載運行時，振速約為4.8 mm/s，電流135 A，隨著調(diào)節(jié)指令的增加，風(fēng)機逐漸帶載，當(dāng)調(diào)節(jié)指令達到80 %時，電流約為356 A，振速達到6 mm/s。

3.2 原因分析及處理

通常導(dǎo)致動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機振速大的主要原因有：

(1) 風(fēng)機地腳螺栓松動。

(2) 風(fēng)機殼體中分面連接螺栓松動。

(3) 風(fēng)機轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)子不對中。

(4) 風(fēng)機葉片磨損或積灰。

(5) 風(fēng)機進出口風(fēng)門開度未到位。

(6) 風(fēng)機葉片開度不一致，引起煙氣氣流不均。

(7) 軸承箱內(nèi)軸承故障。

經(jīng)現(xiàn)場全面檢查，風(fēng)機對中良好，地腳螺栓及殼體螺栓緊固，進出口擋板均處于全開位置，同時由于隨風(fēng)機出力變化振速發(fā)生變化，判斷軸承故障的可能性較小。因此，決定對風(fēng)機開蓋進一步深入檢查。上蓋打開后，運轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機葉片開度一致；個別葉片有輕微磨損，但未達到導(dǎo)致振速超標(biāo)的程度；部分葉片附著有潮濕的灰塊，由此判斷風(fēng)機振速大是由積灰導(dǎo)致。

積灰產(chǎn)生一方面是由近期多陰雨天氣，氣候潮濕導(dǎo)致；另一方面是因為電廠鍋爐為循環(huán)流化床鍋爐，爐內(nèi)已添加床料，啟動風(fēng)機后，大量飛灰進入引風(fēng)機并附著在葉片上所致。積灰清理完畢后，風(fēng)機復(fù)裝并進行試運，固定端軸承水平振速最高為2.6 mm/s，在合格范圍內(nèi)，振速異常現(xiàn)象消除。

4 風(fēng)機液壓系統(tǒng)泄漏

4.1 異常現(xiàn)象

3月27日，1號機組啟動，2臺引風(fēng)機運行正常。3月29日10:15，引風(fēng)機B油壓由3.3 MPa突降至2.85 MPa，加開1臺潤滑油泵，油壓未恢復(fù)且有進一步下降趨勢，運行人員初步判斷油系統(tǒng)發(fā)生泄漏，故緊急降低機組負荷并停運該引風(fēng)機。與此同時，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)大量潤滑油從儀表管與風(fēng)機罩殼間的間隙處噴濺出來。

由于是風(fēng)機內(nèi)部油系統(tǒng)某處發(fā)生了泄漏，運行及檢修人員討論后，決定采取不停爐單側(cè)引風(fēng)機運行方式對引風(fēng)機B進行搶修。

(1) 關(guān)閉引風(fēng)機進出口擋板，電動執(zhí)行機構(gòu)停電，機械部分鎖緊。

(2) 風(fēng)機停電，打開風(fēng)機進出口檢修孔，開啟風(fēng)機冷卻系統(tǒng)，充分通風(fēng)、降溫。

(3) 進入風(fēng)機內(nèi)部進一步檢查，如為兩級葉輪間的軸承箱泄漏，則做好起吊上端蓋準(zhǔn)備。

采取上述措施后，進入風(fēng)機排氣側(cè)風(fēng)箱檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機液壓缸主軸斷裂。

4.2 原因分析及處理

在第一起風(fēng)機出力受限事件中，關(guān)節(jié)軸承卡澀導(dǎo)致推動指示軸動作的指示齒輪動作受限，進而使得雙面齒條及定位軸無法左、右方向自由活動。當(dāng)需要風(fēng)機出力增加而使液壓缸向左移動時，由于液壓缸與定位軸鎖緊，液壓缸與定位軸和雙面齒條具有同向向左運動的趨勢。指示齒輪由于不能自由轉(zhuǎn)動，帶動液壓機構(gòu)頭部及主軸受到水平向右的拉力。同時由于主軸法蘭盤固定在輪轂上，使主軸無法水平方向移動。長此以往，在主軸最薄弱處將產(chǎn)生集中應(yīng)力，反復(fù)受力后發(fā)生斷裂。而此次斷裂的位置接近軸系末端，一方面主軸在此位置受到向右的拉力，一方面液壓機構(gòu)頭部會由于晃動而產(chǎn)生一定的切向力，這兩方面的綜合作用導(dǎo)致該位置斷裂。

故障設(shè)備拆除后，緊急采購新的液壓缸并安排更換后再次試運，設(shè)備恢復(fù)正常并安全運行至今。

5 結(jié)束語

通過對這幾起動葉可調(diào)式軸流引風(fēng)機異常事件分析，進一步加深了對該類型風(fēng)機設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理的了解，有助于及時準(zhǔn)確判斷設(shè)備異常狀態(tài)的原因，以及采取正確的日常檢查維護和應(yīng)急處置措施，為將這類事故隱患消除在萌芽狀態(tài)、防止事故擴大，以及確保機組的安全穩(wěn)定運行提供了保障。