轴流风机动调机构典型故障分析及处理刘恩生

轴流风机动调机构典型故障分析及处理刘恩生

刘恩生

（华电国际技术服务中心山东济南250014）

摘要：风机运行的可靠性直接影响着机组的安全稳定运行。据不完全统计，风机故障造成的机组降出力超过锅炉辅机故障总数的约1/2，风机液压缸作为动调轴流式风机的核心部件，结构复杂，故障点多，维护检修程序复杂。本文对动调机构调节原理作了简要介绍，对部分典型故障进行了分析，提出了检修关键控制点和应对措施。

关键词：火电厂；轴流式；动调机构

引言

作为发电厂主要辅机，送、引风机和一次风机如发生故障，会直接引起锅炉负压的大幅波动，严重威胁机组的安全运行。由于安装、维护、运行调整等各方面因素的影响，风机故障率居高不下，成为锅炉辅机可靠性下降的主要影响因素。目前，国内大容量等级机组的送风机一次风机大多数采用了动叶可调轴流风机。动叶可调轴流风机与静叶可调轴流风机相比，具有调节范围广、效率高、体积小、重量轻等优点。动叶可调轴流风机由电动执行器直接调节液压调节装置即液压缸，进而调节动叶片角度，改变风机风压、风量。静叶可调风机由电动执行器直接调节风机进口导叶角度，从而达到改变风压、风量的目的。

1.动叶调节原理：风机液压调节系统可以实现对叶片安装角的调节和自锁功能。动调机构主要通过风机电动执行机构带动风机液压缸伺服机构控制液压缸进油和回油，从而控制液压缸缸体进行往复运动，通过传动系统控制叶片开度。

液压缸的调节是通过调节供油装置中的滑阀的位置，打开不同进油口实现的。在平衡状态下，液压缸左右腔的进油及回油管路都切断，润滑油路开启，液压缸不动作。当叶片需要开的时候，执行机构使调节阀体向左移动，这时右腔油路与进油口联通，左腔油路与回油口接通，右腔膨胀，面积变大，由于缸体是固定的，活塞就向左移动，由于阀芯与活塞是一体的，所以阀芯也向左移动，从而使调节阀阀芯和阀体的位置到平衡位置。当叶片需要关的时候，执行机构使调节阀体向右移动，这时左腔油路与进油口联通，右腔油路与回油口接通，左腔膨胀，活塞向右移动，带动阀芯也向右移动，从而使阀芯与阀体回到平衡的位置。液压缸产生位移带动调节盘进行叶片角度调节，当叶片到达预定角度时，液压缸调节机构自身反馈产生位移将高压进油口封住，实现了对叶片角度的固定或自锁。

2.动调机构特点：以上海鼓风机厂TLT公司的技术的动调机构为例，伺服阀阀体和阀芯不随液压缸转动，阀体固定不动的，通过阀芯的相对移动来切换进回油管路，从而实现液压缸的动作。调节过程由调阀移动和负反馈两个过程来实现调节。风机在某工况下稳定工作时，活塞与液压缸无相对运动，动叶片也在某一角度下运转。此时伺服阀将油道的油孔关闭，活塞左右两侧的工作油无进油、回油，动叶片的角度固定不变。动调机构特点：1）动调系统是一个跟踪系统.液压缸输出完全跟踪伺服阀口的输入而运动；2）动调系统是一个力放大系统，通过油压改变伺服阀位置改变活塞位置，活塞改变叶片角度；3）动调系统是一个反馈系统，电动头旋转运动最终变成了齿条的直线运动，使伺服阀油口开度发生变化，液压缸移动，而液压缸运动的结果又使油口开度保持原来的比例关系，使液压缸停止运动，完成负反馈。

图一：轴流风机动调机构简图

3.动调机构典型故障：动调机构结构复杂，装配精度高，故障发生率较高。导致故障的原因主要包括运行操作不当、安装质量、检修工艺和存放措施等方面，故障现象表现为油系统问题、调节失效等。

3.1油系统故障及改进措施：动调机构依靠液压油压力推动缸体移动，如发生内漏及外漏缺陷，将造成液压油压波动，推力不足，液压缸动作不正常。系统油压低将导致动力不够而调节困难。系统油压太高，将引起系统漏油或密封件损坏。引起油压异常原因包括油泵磨损间隙偏大或损坏，减压阀等调节系统故障；油滤网堵塞造成差压大；密封件质量差，装配不良，造成漏油；液压缸滑阀磨损会导致和阀套之间间隙增大而造成漏油；液压缸外部连接进油管、回油管及泄漏油管铜密封垫圈失效，液压缸活塞密封圈故障将导致油内外漏，缸体动作异常。油质差，含水分或杂质。由于冷油器泄漏、雨水进入油站等导致油质变差，易引起伺服阀组锈蚀及损坏，造成传动部件卡涩，伺服阀不能正常工作。

改进措施：应按规定进行油质定期化验，超过标准及时更换，关注滤网运行差压，及时清理滤网，定期更换滤网；液压缸检修后缸内清理干净，无铁屑、杂质。采取措施消除漏油，避免发生油压油动、动作不良；提高密封件质量，选用质量合格进口密封件，并按标准检修工艺安装；提高检修装配质量，保证各部件配合间隙，减小液压缸中心找正偏差，保证液压缸中心度在允许误差内；液压缸外部油管接头的铜密封垫圈应在每次修理时调换，新铜垫圈应退火处理，油管接头紧力不得过大，防止损坏螺纹。油管路正确安装，避免接错。

3.2易损部件失效形式及改进措施：液压缸由于频繁动作，承受压力和拉力变化，执行机构连接螺栓和弹簧片容易断裂，反馈轴承易损坏。调节功能失效后，动叶开度失控，叶片将出现全开或全关的情况。如液压缸中心偏差超标，将造成反馈轴承额外受力增大，寿命缩短。液压缸安装固定不牢靠，和机壳的扁铁拉条的螺栓未拧紧，控制头摆动，反馈轴承受力过大易损坏。控制头关节轴承如缺少润滑，将发生卡涩情况，导致反馈杆及反馈轴承在移动过程中受力过大损坏。反馈轴承自身质量好坏也决定了轴承的寿命。

改进措施：执行机构螺栓采用高强度螺栓，弹簧片更换为不锈钢优质簧片，减少由于螺栓、簧片疲劳断裂引起的调节故障；控制头和机壳的扁钢连接牢固，避免控制头摆动。做好反馈指示轴关节轴承定期检查及润滑工作。加强对反馈指示轴及操纵轴的就地维护保养，保证良好润滑。选用质量合格的进口轴承。

3.3返厂检修的质量控制和储存：由于动调机构检修工艺复杂，需要专用的工具和试验设备，大部分采取了返回制造厂检修方式，由于过程控制不力，在检修项目、质量标准、验收把关及回厂后储存等方面存在诸多问题，检修工艺过程失控，缺少试验验收，储存不当导致密封老化等，更换的检修后的动调机构不能达到要求或很快出现功能下降问题。

改进措施：应要求返修厂家每次液压缸检修后都出具液压缸检修报告和修后各种试验报告，并提供液压缸检修程序文件及检修标准，安排技术人员现场验收并对关键的检修点和试验过程进行验证；为了保护设备，防止粉尘、水等的影响，需要由制造厂注防腐油，所有油接头将关闭必须每三个月操作一次。腐蚀防护要一年检查一次。液压缸正常使用的保险期受限于橡胶密封件的存放环境及使用条件。存放期限为两年。超过存放期限的液压缸应进行打压传动试验，发现异常情况不得使用，进行修复。

通过分析现场实际遇到问题及总结故障处理经验，对动叶可调轴流风机动调机构提高运行可靠性进行系统分析，制订相应护管理对策及预控措施，可以减少动调机构的故障发生率，提高风机安全可靠性，进而保证机组更安全的运行。

参考文献：

[1]蔡增基等《流体力学泵与风机》中国建筑工业出版社1999.12

[2]林邦春余洋轴流风机动叶调节机构常见故障诊断热力发电2013.8

作者简介：

刘恩生（1976年1月），男，硕士，高级工程师，从事电厂技术研究技术服务工作。