火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障診斷分析

劉 波，武國棟，王峰濤，李 川

（1.國家能源聊城發(fā)電有限公司，山東聊城 252033；2.國能智深控制技術(shù)有限公司，北京 102200）

0 引言

目前我國的電能中火力發(fā)電占比較高，送風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分，送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況直接影響著火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)，并且還會(huì)影響到經(jīng)濟(jì)效益。為提升故障的排除效率，需要正確診斷火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障，分析故障機(jī)理。

1 火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析

火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)主要包括入口箱、集流器、前導(dǎo)葉、后導(dǎo)葉、葉輪以及控制結(jié)構(gòu)等，各個(gè)部件有著不同的作用。以葉輪為例，借助葉輪可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，通過葉輪對氣體做功獲得所需的動(dòng)能和靜壓能，與導(dǎo)葉一起配合進(jìn)一步改善風(fēng)機(jī)性能，有助于提升送風(fēng)機(jī)效率。可見鍋爐送風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這意味著故障發(fā)生概率更高、診斷難度更大。

2 火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障診斷分析

2.1 直接故障診斷分析

送風(fēng)機(jī)故障有多種類型，其中較常見的故障為直接故障，而風(fēng)道阻力增加是直接故障的主要原因。風(fēng)道阻力增加，不僅會(huì)影響送風(fēng)機(jī)的作用，還會(huì)導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)故障頻發(fā)，因此要充分認(rèn)識到直接故障的危害，加強(qiáng)維護(hù)管理。風(fēng)道阻力增加故障發(fā)生概率大，尤其在春季更容易發(fā)生此類故障，這是因?yàn)榇杭緯?huì)產(chǎn)生較多的柳絮，柳絮飄落在油污上會(huì)產(chǎn)生附著效果，增加油污的稠度，最終導(dǎo)致風(fēng)道阻力增加。而由于油漬的增加和堆積，會(huì)使得壓縮后空氣中的一些小粉塵就很容易粘附到油上，在這些情況下便很容易導(dǎo)致風(fēng)道阻力的增大，從而影響空氣中散熱功效的充分發(fā)揮。再加上散熱器片之間的距離較小，因此阻力增加現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。送風(fēng)機(jī)軸承在一定的工作環(huán)境中，形成溫度較高，振動(dòng)比較大的現(xiàn)象，就會(huì)造成風(fēng)機(jī)喘振、調(diào)節(jié)處理不夠等一些現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在春季時(shí)更容易發(fā)生。與此同時(shí)如果再出現(xiàn)地區(qū)用電負(fù)荷比較低的情況，則會(huì)造成整體功能的下降。以上幾點(diǎn)都是火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障的主要原因之一。在火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障診斷過程中要明確原因，并針對上面的一些事故原因，采取相應(yīng)的對策，尤其是其中散熱器上面集結(jié)柳絮和油漬問題，就要嚴(yán)格監(jiān)視暖風(fēng)器的前后差壓，準(zhǔn)確判斷暖風(fēng)器的污染程度。如果污染程度較高，超過火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)承受范圍，就需要采取及時(shí)、有效的清理措施。此外，合理選擇暖風(fēng)器也是規(guī)避此類現(xiàn)象的有效措施，選用的暖風(fēng)器不僅要有強(qiáng)大的散熱功能，還要保障其工作性能穩(wěn)定，這樣才能更好地規(guī)避故障。

2.2 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉失控、瞬時(shí)自動(dòng)全開的原因

送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉失控、瞬時(shí)自動(dòng)全開也是火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障的主要表現(xiàn)形式之一，對這類故障的原因分析要圍繞送風(fēng)機(jī)風(fēng)道管道網(wǎng)特性、管道自身構(gòu)造的關(guān)系。特別是當(dāng)暖風(fēng)器受到油污等沉積物阻塞的狀況下，送風(fēng)機(jī)風(fēng)道管網(wǎng)特性曲線將會(huì)出現(xiàn)一定的改變，相應(yīng)地風(fēng)機(jī)狀況也將發(fā)生變化。假設(shè)在二個(gè)風(fēng)機(jī)的流速都相等的情況下，就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，又因此在兩個(gè)風(fēng)機(jī)流量都相當(dāng)?shù)那闆r下，也就不會(huì)發(fā)生這個(gè)狀況，所以在兩個(gè)風(fēng)機(jī)流量都相當(dāng)?shù)那樾蜗拢瑒t流速不平衡現(xiàn)象也沒有發(fā)生。如果出現(xiàn)了“搶風(fēng)”現(xiàn)象，這將是由于兩個(gè)送風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)互相轉(zhuǎn)換的結(jié)果，這將影響送風(fēng)機(jī)整體的自行調(diào)節(jié)，從而使風(fēng)量、風(fēng)壓降低，送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的開度也自動(dòng)增大，從而造成了整個(gè)工作狀況的不平衡。一旦遭遇外部的干擾，工況點(diǎn)互相轉(zhuǎn)換現(xiàn)象發(fā)生的頻率將會(huì)更高，這樣就會(huì)導(dǎo)致整機(jī)的工作狀態(tài)不平穩(wěn)。針對于這種故障，在維修處理過程中需要將送風(fēng)機(jī)的可調(diào)動(dòng)葉控制換成手動(dòng)形式，借助手動(dòng)形式進(jìn)行處理。此外，還要結(jié)合故障情況以及維修需求，適當(dāng)關(guān)閉另一臺未喘振風(fēng)機(jī)的可調(diào)動(dòng)葉，關(guān)小喘振風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉也是有效處理措施之一。這種方式能有效規(guī)避此類故障，降低故障的發(fā)生概率。需要高度重視送風(fēng)機(jī)并列操作中的喘振現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象需要在第一時(shí)間停機(jī)，以避免故障加重造成更大的損失。在停機(jī)之后，需要仔細(xì)清查故障原因，在此基礎(chǔ)上再行并列程序操作。

2.3 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉失控原因分析

送風(fēng)時(shí)機(jī)動(dòng)葉片失控的影響因素也比較多，主要集中在以下：如果失控現(xiàn)象是在短時(shí)內(nèi)突然出現(xiàn)的，這時(shí)二次風(fēng)母管風(fēng)壓突然下降，當(dāng)空預(yù)器后的二次風(fēng)母管壓小于0.2 kPa 時(shí)，高壓鍋爐MFT 主保護(hù)動(dòng)作，高壓鍋爐重合閘；送風(fēng)機(jī)失控，導(dǎo)致單邊送風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)”，這樣會(huì)造成電機(jī)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，風(fēng)機(jī)重合閘，而單側(cè)風(fēng)機(jī)重合閘再次減小二次風(fēng)機(jī)母管風(fēng)壓，最終出現(xiàn)鍋爐跳閘的問題。

針對送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉失控現(xiàn)象，則需要加強(qiáng)預(yù)熱器吹灰器維護(hù)工作。加強(qiáng)維護(hù)管理，確保各項(xiàng)日常維護(hù)工作落實(shí)到位，這是規(guī)避此類故障的最主要措施，有助于保證吹灰器正常投入運(yùn)行。除此之外，針對送風(fēng)機(jī)葉動(dòng)失控問題的處理，需要在大、小修的過程中，認(rèn)真檢查預(yù)熱器低溫腐蝕和松散性積灰情況，并利用堿系統(tǒng)的進(jìn)行徹底清理，將預(yù)熱器上的積灰清理干凈，確保預(yù)熱器的清潔。在清洗過程中，要確保清洗的效果，徹底清除相關(guān)積灰，這樣才能減小風(fēng)道阻力。運(yùn)行人員在送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉手動(dòng)控制運(yùn)行情況下，一方面要保證控制的規(guī)范性，另一方面還應(yīng)監(jiān)視風(fēng)壓、風(fēng)量，一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常則要避免在風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)時(shí)、風(fēng)壓風(fēng)量下降。

2.4 其他故障的分析及處理

送風(fēng)機(jī)故障的類型較多，原因也是多方面的，除了以上故障之外還有很多其他類型的故障，主要表現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

首先，送風(fēng)機(jī)容易出現(xiàn)潤滑油箱內(nèi)油溫異常。此類故障的原因主要是電加熱器工作不正常或冷油器沒有投運(yùn)，閉冷水供應(yīng)不正常，這會(huì)導(dǎo)致油溫異常進(jìn)而影響軸承潤滑效果。不僅如此，在問題嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生爆瓦等問題，導(dǎo)致軸承被損壞。針對這種問題，需要檢查送風(fēng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)，同時(shí)還要密切關(guān)注冷熱系統(tǒng)，保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，避免產(chǎn)生油溫異常現(xiàn)象。

其次，送風(fēng)機(jī)容易出現(xiàn)潤滑油箱油位低的問題。此類故障的主要原因在于液壓油或潤滑油系統(tǒng)管道或油箱管道、閥門等部位有泄漏。一旦發(fā)現(xiàn)此類問題，需要給予高度的重視，應(yīng)立即進(jìn)行檢修處理并進(jìn)行補(bǔ)油，確保油位正常。此外，在維護(hù)過程中還同時(shí)要密切關(guān)注油溫變化。在日常的維護(hù)過程中，要做好預(yù)防工作，規(guī)避此類問題，降低故障發(fā)生率。

再次，送風(fēng)機(jī)還容易出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)聲音過大的問題。出現(xiàn)這種故障的原因很多，但是軸承間隙過大是最主要的原因。另外，轉(zhuǎn)子上的沉積物過多也會(huì)引起不平衡現(xiàn)象，導(dǎo)致其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較大噪聲。對于這種情況，需要加強(qiáng)對送風(fēng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)視，就地測量風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)值并通知維護(hù)人員處理，問題比較嚴(yán)重的則需要先停機(jī)，然后再采取有效措施進(jìn)行處理。

最后，送風(fēng)機(jī)也容易出現(xiàn)軸承溫度高的問題，原因主要為送風(fēng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)故障。這時(shí)需要分析其原因，如果潤滑油壓、潤滑油量低，則應(yīng)啟動(dòng)備用油泵運(yùn)行并調(diào)節(jié)油壓正常。

3 降低火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障的措施

3.1 加強(qiáng)送風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測

根據(jù)火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測，可以及時(shí)掌握火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，既能為故障診斷提供參考和依據(jù)，也能更好地規(guī)避故障發(fā)生。在監(jiān)測過程中，需要借助相應(yīng)的診斷軟件和檢測設(shè)備，對火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)某時(shí)段內(nèi)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)測。在監(jiān)測過程中要強(qiáng)化監(jiān)測的針對性，由于軸承部分是火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障反應(yīng)最敏感的部位，因此要將軸承作為監(jiān)測重點(diǎn)。例如，可以采用測振傳感器來監(jiān)測送風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)情況，也可以應(yīng)用多點(diǎn)巡測儀來監(jiān)測軸承的溫度（圖1）。借助相關(guān)設(shè)備，可以獲取軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的相關(guān)參數(shù)，結(jié)合這些參數(shù)進(jìn)行分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)異常情況，挖掘出潛在的故障隱患并及時(shí)作出調(diào)整，進(jìn)而規(guī)避鍋爐送風(fēng)機(jī)故障。

圖1 測振傳感器

3.2 加強(qiáng)對送風(fēng)機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)分析

狀態(tài)分析是火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)故障診斷的重要措施，同時(shí)也是規(guī)避送風(fēng)機(jī)故障的有效手段，因此要加強(qiáng)對送風(fēng)機(jī)狀態(tài)的分析。監(jiān)測數(shù)據(jù)是狀態(tài)分析的基礎(chǔ)，而相關(guān)技術(shù)專家則是狀態(tài)分析的主體，狀態(tài)分析是指技術(shù)專家借助相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果形成火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)狀態(tài)報(bào)告。狀態(tài)報(bào)告能夠幫助火力發(fā)電廠管理人員直觀、清晰地掌握送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況和存在的故障問題，并以此為依據(jù)對鍋爐送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)做出調(diào)整，保障火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

4 結(jié)束語

火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)一旦發(fā)生故障就需要進(jìn)行停機(jī)檢修，這不僅會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)電能損失，也會(huì)影響到供電的穩(wěn)定性。送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況直接影響著火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)，同時(shí)也關(guān)乎著輸送電的穩(wěn)定性。為了能夠及時(shí)有效地排除故障，需要對火力發(fā)電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況做出正確診斷。