雙級動葉可調式軸流引風機故障分析

林 森，馬伯洲，莊吉法，林增雷

(淮南礦業集團發電有限責任公司，安徽 淮南 232072)

0 前言

引風機作為火電廠鍋爐系統的重要輔機，其可靠性和穩定性對電廠的安全生產影響密切。動葉可調式軸流引風機因具有流量大、壓力大、效率高、調節范圍廣等優點而得到廣泛應用。但因使用環境惡劣、結構復雜、調節頻繁等因素影響，該類型風機極易發生異常情況。某電廠動葉可調式軸流引風機就發生過3起出力受限、軸承振速大或液壓系統漏油的異常現象。

1 動葉可調式軸流引風機

某電廠采用上海鼓風機廠生產的SAF26-18-2型雙級動葉可調式軸流引風機，由轉子、傳扭軸及聯軸器、伺服控制裝置等組成。

風機葉片角度由電動執行器通過液壓調節裝置進行調節，調節范圍為-40°～11°。兩級風機葉輪位于軸承箱兩側，主軸承由軸承箱內的油池和液壓潤滑聯合油站供給油潤滑。該風機相關性能參數見表1。

表1 風機性能參數

2 風機出力受限

2.1 異常現象

2020年2月以來，1號機組2臺引風機先后出現開度調節指令增加而電機電流未隨之增大的現象。以引風機A為例，1月19日某時，引風機動葉開度調節指令為70 %時，引風機電流為230 A；2月19日某時，引風機動葉開度調節指令為77 %時，引風機電流為198 A。經檢查，風機振速正常，軸承溫度正常，液壓系統油壓和油位均正常，電動調節裝置及連接機構正常，而風系統管道未出現振動、氣流不均等異常現象。

2.2 原因分析及處理

由于設計制造方面的原因，引風機調節指令無反饋值，葉片的實際工作狀態僅能從風機電流值進行判斷。由于前期檢查并未發現明顯異常現象，故而結合同類型設備的同類異常事件，初步判斷風機出力受限的原因可能為：

(1) 引風機葉片因脫硝副產物硫酸氫銨結晶或積灰板結導致葉片卡澀。

(2) 煙氣結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，造成液壓缸調節壓力不足，不能調整動葉。

2月23日，機組停運后進入2臺引風機內部檢查，發現葉片及輪轂較為潔凈，無結晶、積灰或銹蝕現象，葉片動作正常，液壓缸密封無失效現象，故排除了上述3個可能的原因。

經全面檢查，發現葉片液壓調節系統端部的向心關節軸承積灰嚴重，動作困難，且引風機A液壓機構指示軸與延長桿間的連接銷斷裂。由此判斷引風機出力受限為指示軸的向心關節軸承卡澀使得液壓調節系統調節桿無法正常動作，進而導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全開度試驗導致連接件柱銷發生斷裂。此后對向心關節軸進行了清理并復裝，同時更換了斷裂的柱銷，再次試驗液壓系統發現各部件運轉正常，各項參數恢復正常。

3 風機軸承振速大

3.1 異常現象

3月17日，1號機組啟動前對各輔機進行了試轉，發現引風機A固定端軸承水平振速最高達6 mm/s。該參數的報警值為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，隨著調節指令的增加，風機逐漸帶載，當調節指令達到80 %時，電流約為356 A，振速達到6 mm/s。

3.2 原因分析及處理

通常導致動葉可調式軸流引風機振速大的主要原因有：

(1) 風機地腳螺栓松動。

(2) 風機殼體中分面連接螺栓松動。

(3) 風機轉子與電機轉子不對中。

(4) 風機葉片磨損或積灰。

(5) 風機進出口風門開度未到位。

(6) 風機葉片開度不一致，引起煙氣氣流不均。

(7) 軸承箱內軸承故障。

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

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

4 風機液壓系統泄漏

4.1 異常現象

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

由于是風機內部油系統某處發生了泄漏，運行及檢修人員討論后，決定采取不停爐單側引風機運行方式對引風機B進行搶修。

(1) 關閉引風機進出口擋板，電動執行機構停電，機械部分鎖緊。

(2) 風機停電，打開風機進出口檢修孔，開啟風機冷卻系統，充分通風、降溫。

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

采取上述措施后，進入風機排氣側風箱檢查，發現風機液壓缸主軸斷裂。

4.2 原因分析及處理

在第一起風機出力受限事件中，關節軸承卡澀導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。當需要風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動，帶動液壓機構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生集中應力，反復受力后發生斷裂。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，一方面液壓機構頭部會由于晃動而產生一定的切向力，這兩方面的綜合作用導致該位置斷裂。

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

5 結束語

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