一次風機動葉開度突降原因分析及處理

王澤方

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源 517000）

1 設備概況

某電廠二期3#、4#機新建百萬二次再熱鍋爐每臺配有兩臺豪頓華工程有限公司生產的ANT-2030/1400F 型動葉可調軸流一次風機，風機負荷是由電廠的控制系統基于鍋爐的負荷來控制的，來自控制系統的調節信號傳送到安裝于風機外的電動執行器上，電動執行器將調節信號轉化為擴散器外調節臂的機械運動，通過推拉桿來操縱旋轉油封閥殼作軸向前后移動，使壓力油通過閥芯油道分別進入油缸的后腔或前腔，使活塞隨同控制閥實現方向和行程相同的位移（略滯后），把調節力矩通過導軸傳遞給調節盤，執行動葉的開大與關小。動葉調節機構結構主要由機械部分和液壓部分組成，機械部分包括電動執行器、調節臂、拉叉及輪轂內部葉片轉動機構。液壓部分主要包括旋轉油封、調節閥芯和液壓缸體。旋轉油封是由高速旋轉的軸心和固定不動的殼體在滾動軸承的支撐下組成，將高壓油、回油和潤滑油引出或引入高速旋轉的缸體。一次風機主要技術參數見表1。

表1 一次風機主要技術參數

2 運行狀況

2022 年3 月8 日23：14 加負荷過程中（850 MW 升至900 MW），3A 一次風機動葉開度從63%降至14%（控制指令為63%），電流由119 A 降至56 A。一次風母管壓力由11.3 kPa降至6.8 kPa，3B～3F 磨煤機一次風量均有下降（3B 磨一次風量最低降至111 t/h）。14 s 后3A 一次風機動葉開度開始升至指令值，各參數恢復正常，期間3B 一次風機動作正常。就地檢查3A一次風機動葉調節機構完好且牢固，動作正常。3 月9 日5：20～6：55，3A 一次風機動葉開度又跳變6 次，其中最后一次連續波動2 次，3A 一次風機動葉開度最低關至3.4%，一次風母管壓力最低降至6.1 kPa，3B 磨一次風量最低降至105 t/h。3A 一次風機動葉開度波動總共7 次，期間嘗試將3A 液壓油站液壓油溫由24 ℃升至32 ℃，切換液壓油泵、保持雙泵液壓油泵運行，均無效果。

3 處理過程

動葉可調軸流風機的調節機構故障率較高，當風機動葉發生調節故障時，應首先檢查接線及控制系統是否正常，若無問題，再查看調節臂是否松脫，若未脫落，應觀察動作時拉桿是否動作，如果拉桿動作，則可判斷故障是由于機械部分松動（包括電動執行器），導致調節力無法傳輸給旋轉油封，此時應檢查傳動軸外部的頂絲、調節軸與拉叉連接處的頂絲以及拉叉與旋轉油封的連接是否松動。故障發生時，若調節臂脫落，應觀察油壓及流量是否正常，如果壓力偏高及流量偏低，則可以判斷調節機構液壓系統故障，此時應檢查旋轉油封、液壓缸及墊片及輪轂內動葉調節盤的相關部件，若油壓及流量正常，則可判斷為調節機構機械故障，此時應檢查調節軸軸承及拉叉連接處是否有卡澀或損壞。在調節風機動葉時，如果液壓缸動作速度明顯滯后于伺服電機速度，且液壓壓力較低，應重新整定溢流閥壓力。若葉片開度不受控制，需檢查旋轉油封與拉叉的連接部分以及調節軸的摩擦面是否正常。

查閱DCS 運行歷史曲線，初步判斷故障范圍為指令線、AO模件、電動執行器。確定先易后難的工作思路，即：先緊固接線端子，再查指令線，然后查AO 模件，最后查電動執行器，處理過程見表2。

表2 處理過程

4 電動執行器故障原因分析

整體更換電動執行器后，3A 一次風機動葉波動故障消失，可以判斷導致動葉波動的原因為電動執行器。對電動執行器進行檢查：①使用信號發生器測試，執行器空載時運行正常，反饋正常，模擬加負載時，執行器可以正常運作；②模擬負載增加后，發現執行器不能保持，出現曲柄振蕩現象；③拆解電機后，可見黑色粉末，疑似自鎖模塊（SLM）的摩擦片粉塵。

自鎖模塊安裝在電機前段，連接電機與齒輪系（圖1）。自鎖模塊的主要功能是在電機斷電時，鎖住齒輪系保位。當電機接通電源后，自鎖模塊釋放并允許電機驅動傳動裝置。執行機構的過載或失速將加速自鎖模塊磨損。磨損表現為：當電機斷電時，執行機構無法保持位置，這可能導致持續的開關振蕩。

圖1 自鎖模塊（SLM）

5 自鎖模塊磨損原因分析及處理措施

5.1 自鎖模塊磨損原因分析

（1）因執行器設計具有高精度的調節能力，指令信號電纜、反饋信號電纜與電動執行器電纜在一根鍍鋅管內會導致指令信號干擾，造成執行器頻繁動作，進而加速電機部位的自鎖模塊的磨損。

（2）風機的油路阻力變大及動葉連接機械部件存在卡澀時，會導致按照設計標準提供的執行器扭矩負荷加大，加速自鎖模塊的磨損。

5.2 處理措施

采取以下措施：①分離信號線與電源線；②增加對油站油路壓力的監測，減少風機調節時的油路阻力；③建議停機時檢查動葉的機械連接部分，是否有卡澀跡象；④如果后續還有問題出現，建議更換大型號的電機及SLM 模塊。

6 結論

通過對3A 一次風機動葉開度突降的原因排查，確定為電動執行器故障導致，更換電動執行器后，一次風機運行正常。進一步對電動執行器進行解體檢查，找到電動執行器故障原因為自鎖模塊失效，分析可能導致自鎖模塊失效的原因，對現場進行檢查整改，以避免故障再次發生。