轴流风机动叶调节机构故障分析及防范措施

轴流风机动叶调节机构故障分析及防范措施

丁永健

（广州发展电力科技有限公司510160）

摘要：以广州珠江电厂锅炉的动叶可调轴流风机为例，介绍了风机动叶调节机构的组成和工作原理，结合风机动叶调节机构出现的故障从液压缸、机械因素和调节油系统三个方面分析故障发生的原因和防范措施。

关键词：锅炉；轴流风机；动叶调节机构；液压缸

1背景介绍

广州珠江电厂装机容量为4×300MW，锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG1021/18.2-YM3型亚临界中间再热自然循环汽包炉。单机组烟风系统配备2台送风机、2台一次风机、2台引风机。送风机采用沈阳鼓风机厂的动叶可调轴流风机；引、一次风机原为沈阳鼓风机厂的动叶可调轴流风机。在2011年一次风系统改造和2015年增引合一改造中均改为上海鼓风机厂的动叶可调轴流风机。

广州珠江电厂引风机、一次风机在近年改造后的运行过程中多次发生动叶调节机构的故障，有些故障甚至是连续发生，这些故障往往会造成锅炉被迫降负荷运行，甚至危急机组正常运行，影响十分恶劣。故而结合风机动叶调节机构的工作原理，通过故障的分析，找出发生的原因，并且提出防范和改进的方法显得非常重要。

2动叶调节机构工作原理及故障现象

风机动叶调节机构主要构成由油压系统、执行机构、液压缸、调节杆等组成，在动叶调节系统中液压缸是核心部位，是叶片调节的动力。当锅炉工况变化，需要调节风量时，动叶调节执行器接收到动作指令，驱动控制轴转动，液压油进入液压缸，活塞移动，改变叶片角度，风量随之变化。其调节过程为：动叶执行机构接受指令通过伺服电机→控制轴→液压缸伺服阀→伺服阀进回油口打开→液压缸一腔进油另一腔回油→活塞移动→叶片开关（电机电流变化）→反馈杆移动→液压缸伺服阀套移动→伺服阀进回油口关闭，动叶调节完成→叶片在新的角度下工作。

风机动叶调节机构故障的主要表征为：运行中锅炉工况变化，需对风量进行调节，集控室值班员在DCS上给出了风机动叶调节指令，而风机的风量、电流等指标未随动叶指令的变化而变化。这说明风机动叶角度无改变即风机动叶调节出现故障。

3故障原因及防范措施

风机动叶调节机构故障的主要原因和防范措施分析如下：

3.1液压缸故障

（1）液压缸操纵杆故障，液压缸控制头端操纵杆锁紧螺母松脱或缸体后端内挡圈脱落，致使操纵杆失去控制，无法操作液压缸动作。

这也是广州珠江电厂风机运行中发生最多的动叶调节机构的典型故障。下面以该厂#3炉A一次风机的一次故障跳闸作为案例进行分析。

概况：2015年9月27日08：17：51，机组负荷200MW，A一次风机液压缸失控，动叶全开，A风机电流、一次风压突增，一次风机电流偏差大报警，A一次风机喘振报警，A一次风机跳闸，机组减负荷至168MW。现场检查油站油压正常，远程操控调节动叶，液压缸调节轴输入动作，动叶刻度反馈指示无反应，液压缸无回油即液压缸无动作。随后检修人员办理工作票，进入风机内部检查发现A一次风机液压缸反馈操纵杆锁帽脱落，开口定位销断裂，装回锁帽更换定位销，调试动叶开关正常，10：20分重启A一次风机运行正常。

该次故障原因分析：从一次风机液压缸工作原理可知，液压缸调节轴动作的输入是动叶调节的开始，液压缸动作使叶片达到指定位置，液压缸反馈杆的动作是动叶调节的终结。即液压缸的调节轴是动叶调节的启动指令，而液压缸反馈杆是动叶调节完成指令，这两者有始有终完成每一次的动叶调节。当液压缸反馈杆出现故障，液压缸收到打开叶片指令时，反馈杆不能完成动叶调节停止功能，动叶打开失去控制，直到全开为止，反之动叶直到全关为止。所以本次#3炉A一次风机动叶调节失控的原因是液压缸反馈杆控制头端定位螺母脱落所致。

可以采取的防范措施：

①液压缸中心偏差严格控制在0.05mm之内，风机振动在4.6mm/以下；

②反馈头安装时反馈齿轮与单面齿条咬合良好；

③严格控制动叶行程定位在正常范围；

④防止一次风机液压缸反馈操纵杆锁紧螺母松弛，可以在拧紧锁紧螺母时添加螺纹锁固剂；

⑤防止一次风机液压缸反馈操纵杆锁紧螺母定位开口销断裂，可以将原开口销更换为不锈钢材质的开口销；

⑥每次停机详查一次风机液压缸反馈操纵杆锁紧螺母的松紧及定位开口销磨损情况。

（2）液压缸轴承损坏，液压缸调节、反馈轴卡涩。

风机动叶调节速度过快，调节过于频繁、调节波动大；反馈齿轮咬合不良，刻度指示反馈轴卡涩及轴承品质差都可能造成液压缸轴承损坏。可以从风机动叶调节速率按技术规范的要求；优化两台一次风机动叶调节曲线，避免动叶调节过于频繁波动；动叶调节机构检修安装符合要求保证调节轴、指示反馈轴转动顺畅；提高液压缸反馈杆控制头端小轴承的品质，改造为抗轴向冲击力强的双列轴承等方面来进行防范。

（3）伺服阀内漏，造成进入液压缸压力油流量不足，动作困难。

油中含杂质和油中带水都会造成伺服阀的磨损，引发内漏。伺服阀组的密封性能要好。伺服阀组的配合间隙、主轴与铜封的配合间隙、加工精度等均要符合工艺要求；油质要符合标准。

（4）液压缸故障内漏，导致前后两油腔窜油，两腔压差不足，活塞移动困难。

液压缸的内部有着各类的密封件，一旦密封件损坏或老化会导致液压油的泄露，直接影响液压缸的使用。要选择合格的供货商和返修厂家，保证返修质量，返修的液压缸要求有拆检报告、明确的更换零部件列表和出厂检验报告。保证液压缸能够稳定的工作，保持较长的使用寿命。

3.2机械原因

（1）调节杆轴承卡涩。

调节轴的轴承如缺少润滑，将发生卡涩情况，导致调节轴转动阻力大造成执行机构过力矩。可在机组停机消缺时对调节轴轴承检查和维护保养，对有缺陷的轴承及时更换并定期更换轴承润滑油脂。

（2）液压缸调节杆弹簧片断裂，失去传动。

液压缸调节杆弹簧片起传动作用，力矩过大时会发生断裂，保护液压缸安全。长时间运行由于应力作用也会产生疲劳断裂。根据过往经验，我们增加了液压缸调节杆、反馈杆弹簧片的停机检查项目，机组停运时检查调节和反馈法兰的弹簧片及对接弹簧片所使用的自锁螺栓是否松脱。发现液压缸调节杆、反馈杆弹簧片变形严重或断裂及时更换。

（3）执行器输出轴法兰连接柱销断裂，失去传动。

对执行器输出轴法兰找正，保证传动过程中各连接柱销受力均匀。同时，执行器输出轴法兰连接柱销在输出轴法兰长期传动过程中会发生老化、磨损。应制定定期计划进行更换。

（4）叶片轴转动过紧，阻力大于液压缸出力。

大小修时检查叶片轴导向轴承，轴承室应填充油脂，滚珠转动灵活无卡涩。叶片轴的锁紧螺母的安装要符合规程及工艺要求，测量叶片轴向窜动量在允许的范围内，并用卡环和锁片固定其位置。

（5）轮毂内叶片调节轴锁紧螺丝松弛滑动。

轮毂内叶片调节轴锁紧螺丝的紧固应使用力矩扳手。力矩值的大小严格按安装图纸的要求。长时间停机时要安排定期操作动叶，以防突然受力造成叶片调节轴锁紧螺丝滑牙。停机时，若条件允许可安排用力矩扳手复查调节轴锁紧螺丝紧力。

3.3调节油系统原因

（1）油站调节油压力过低或过高。

调节油压范围应在2.5MPa-3.5MPa之间，油压低于2.5MPa时会存在液压缸动力不足，动叶调节不够力；调节油压过高则可能造成液压缸密封件的损坏。

（2）油过滤器或循环油路堵塞。

进油管流量不足时液压缸会动作困难。油滤网压差大时应及时切换滤网运行并对脏污的滤网进行清洗或更换；循环油路堵塞时应及时疏通。

（3）调节油站油质不良。

调节油中含有机械杂质，会造成液压油缸中的油路不畅通，影响液压缸出力，影响动叶调节；大的颗粒物会造成橡胶密封密封件的磨损加剧；油内含有水会引起液压缸伺服阀组及油管接头的锈蚀、损坏，导致各种内漏和外漏的发生。所以调节油站的油质应按规定进行定期化验，并定期安排对油站进行滤油，按技术要求定期换油。

4结论

通过对风机动叶调节出现故障的原因分析，并将防范措施落实，近年广州珠江电厂一次风机及引风机风机动叶调节机构故障出现率大大的降低。经常了解风机的运行状况，做出正确的状态分析，对风机动叶调节中出现的故障做到防患于未然；重视风机的停机检查及维护保养工作，是维持风机正常运行的保障。

参考文献：

[1]段小云;李兆良．珠江电厂1#炉B引风机动叶调整故障原因分析及应对措施[J];重庆电力高等专科学校学报;2011年01期

[2]张修华．动叶调整式轴流风机动叶卡涩的原因分析及处理[J];广东电力;2007年09期

[3]马士东．600MW机组AN型轴流引风机故障分析及处理[J];安徽电力;2010年04期