火电厂双动调引风机振动分析与处理

火电厂双动调引风机振动分析与处理

屠 博

广东红海湾发电有限公司，广东汕尾 516600

摘要：火电厂双动调引风机在运行中出现振动异常情况，主要表现为振动值波动大且幅值较大，而且与风机出力及动叶开度无明显关系。通过对DCS上获取的振动趋势图及现场的测量检查，综合分析得出风机的振动的主要原因是轮毂内部滑块损坏；准确判断原因后及时准备备品备件，以最短的时间消除了风机的缺陷，从跟本上解决了风机振动的问题。

关键词：引风机、动叶可调、振动

Vibration analysis and treatment of double acting induced draft fan in thermal power plant

Tu Bo

（Guangdong Red Bay Generation Co.,Ltd，Shanwei 516600, Guangdong）

Abstract:The abnormal vibration of induced draft fan with double dynamic regulation in thermal power plant is characterized by large fluctuation of vibration value and large amplitude, and has no obvious relationship with fan output and rotor blade opening. Through the vibration trend chart obtained from DCS and field measurement and inspection, it is concluded that the main cause of fan vibration is the damage of sliding block inside the hub; after accurate judgment of the cause, timely preparation of spare parts can eliminate the defects of the fan in the shortest time, thus solving the problem of fan vibration.

Key words:Induced draft fan、Adjustable blade、Vibration

引言

引风机是火电厂主要辅助设备之一，其运行情况的好坏直接关系到锅炉能否安全稳定运行。振动是影响引风机正常运行的重要因素，克服和解决引风机振动问题将有助于锅炉长期安全稳定运行。某电厂1号机组A引风机在运行期间产生了振动异常的问题，严重影响了机组安全稳定运行。本文结合成都鼓风机厂双动调引风机轮毂内部结构特点，辅以DCS监测系统振动数据，对风机振动进行了详细分析，找出了机组故障原因，制定了振动治理的方法，方案实施后彻底消除了引风机振动故障。

一、设备概况：

某电厂引风机采用成都电力机械厂生产的双动叶可调轴流式风机。引风机主要技术参数如下：

制造厂为成都电力机械厂，风机型式为动叶可调轴流式，风机型号为HU26652-12G，风机调节装置型号为U266T，风机压升为9500(10710)Pa，风机流量为1720800m³/h，额定转速745r/min，风机全压效率84.8%，叶轮直径3350mm，叶轮级数为2，每级叶片数为22，额定功率6200kW。

二、故障现象

1、X年6月21日，1号炉A引风机经两个月的停运后重新启动，启动后风机轴承振动比较停运前有增大的现象，振幅在30um-90um大幅度波动（报警值100um）。之后对1A引风机振动情况持续监控，虽然偶有波动，但振动值在一个稳定区域内变化且极少达到报警值，直至X年7月13日，引风机振动有明显变大趋势且振动持续超报警值100um，至7月16日停运前振动最大达到130um（见附件一）。

2、1号炉A、B引风机动叶在相同开度下电流存在偏差。在低负荷时A、B风机动叶开度相同的情况下A引风机的电流较大，A引风机低负荷运行动叶开度变化时电流几乎不变；随着两台风机动叶开度逐渐增大，电流偏差值减小，当达到满负荷时风机电流已无偏差。

3. 故障初步分析

根据A、B风机电流存在较大偏差的现象，初步判断风机动叶开度存在异常。在DCS查找A引风机历史运行曲线，显示风机动叶在同样开度下，低负荷时比历史电流明显增大；又由于风机低负荷时动叶开度变化时风机电流几乎不变，因此可初步断定A风机低负荷时动叶无法正常关小，动叶只能在一定开度以上正常动作。

经过以上初步分析，判断振动异常为风机轮毂内部故障引起的，因此决定停运风机检查。

四、停运风机后检查、分析：

1、打开引风机叶片检查孔，同级叶片开度一致性良好；一级叶片开度最小只能关至45%且关闭时存在不灵活现象；二级叶片开、关正常。

分析：由于引风机一级叶片由芯轴带动，且与二级叶片同步（同角度）转动；根据故障现象结合初步分析结论判断，问题极有可能在芯轴及一级轮毂内调节盘及相关链接部件处。

2、随后吊开风机入口整流罩，解体一级轮毂发现滑块共22个已全部碎裂，调节盘、调节环均严重磨损出凹槽，芯轴端部直口已严重磨损（磨成坡口），一级滑动铜套及卡套磨损，部分曲柄侧面磨损（详见附件二）。

3、解体二级轮毂，滑块虽然未破碎，但其内部与关节轴承间的内衬均已磨损脱落，滑块组与关节轴承间隙变大。

分析：由于一级叶片动力的传导是通过 液压缸➡芯轴➡中介环➡推力盘➡滑块➡曲柄➡叶片来完成的，滑块的损坏及芯轴和卡套的过度磨损使原本紧密连接的动力传导链遭到了破坏，在滑块与推力盘之间产生了较大的虚位，使动叶在较低开度下（虚位区域）不能跟随指令动作，造成一级叶片无法正常关闭。

五、处理过程：

更换两级轮毂共44套滑块组、芯轴、一级调节盘、调节环、卡套、滑动铜套。重新调整一、二级叶片后启动液压油站试开、关动叶，同级同步性及两级同步性均良好，叶片活动灵活、无卡涩；启动风机运行正常。

六、事件原因分析：

1、事件直接原因

1）引风机一、二级叶片不同步，一级叶片最小开度为45%左右，这样就造成通过一级叶片的烟气无法顺畅的通过二级叶片，在两级叶片间形成涡流，使风机振动不规则增大。

2）一级滑块碎裂后存留在轮毂中，引起动不平衡也是风机振动超标的原因之一。

2、事件主要原因

风机滑块材质为石墨合金（类似发电机碳刷），材质硬度较低，为较薄弱环节，经过长时间运行易产生损坏，而一旦有滑块损坏，调节盘与调节环受力不均匀会使同级其它滑块连锁损坏；滑块的损坏就造成了调节盘与调节环之间的虚位，使芯轴直口磨损成坡口、卡套磨损；当二级叶片全关时，负责传动的芯轴已经行走至全关位，但由于芯轴端部直口及卡套的磨损使芯轴与调节盘之间产生了虚位，使得到一级叶片无法完全关闭。

3、滑块碎裂及芯轴一级卡环槽严重磨损原因分析：

1）二级叶轮毂内的滑块与一级采用同一批次,且在正常情况下受力状态与一级及完全一致,现场检査发现二级滑块未见破碎,这可排除滑块质量同题。造成一级滑块破碎的根本原因是因为一级滑块受力异常。

2)一级滑块受力异常的原因，是超低排放后排烟温度明显降低，风机叶片结露的概率大幅度增加，造成烟气中的硫酸氢胺及灰尘杂质的混合物附着在叶片根部，使叶片旋转的阻力矩大幅增加，而滑块是叶片力传导的中介载体，一级滑块受力会过大，而出现初始破裂；滑块初始破裂后使调节盘受力不均，连锁导致其他完好的滑块受力大幅增加，运行时频繁调节最终导致全部滑块碎裂。

3）芯轴卡槽出现严重磨损的直接原因在于芯轴与一级卡套配合面出现了设计上不允许的相对旋转，从现场看卡套与芯轴配合面磨损形状与芯轴磨损形状相吻合，而芯轴与调节盘（调整垫）配合面并无磨损现象，这就说明了一级卡槽与芯轴发生了相对旋转，但与调节盘、调节环并未发生相对旋转。从结构上讲，芯轴必然是与风机一起同步旋转，可以判定在故障发生时芯轴、曲柄、关节轴承等部件都是同步旋转，但一级卡套、调节盘、调节环是略低转速的不同步旋转，发生不同步旋转的应该是滑块破裂的结果，即一级滑块破碎掉落后无法与调节环、调节盘产生足够的摩擦力，导致他们不能产生同步转动。

七、防范措施：

1、设备管理人员（运行、检修）需要对风机运行参数进行阶段性检测分析，当运行参数发生趋势性变化时，及时进行分析判断，并组织预防性维护。

2、充分利用机组调停机会，对引风机一、二级轮毂内部进行定期检查；当发现运行参数异常时，需根据运行参数结合设备结构特性进行深入分析，判断故障原因，制定消缺方案。

八、结论：

由于火电厂生产的特殊性，其风机的很多振动问题，在查找原因的过程中可能需花费较多的时间和费用，尤其是结构较复杂的双动调引风机，其振动的原因更是多种多样。分析时，故障现象需要结合运行工况、运行数据、设备结构特点等多方面因素综合考虑，才更容易准确快速的查找到故障原因；本文介绍的风机振动异常案例，叙述了故障全过程的检查和分析步骤，不仅提供了思路，还给出了解决办法，在解决电厂风机振动问题方面具有一定借鉴性。

附件一：

1A引风机振动（7月13日开始明显上升）

附件二：

一级碎裂的滑块 芯轴端部直口已磨损为坡口

磨损的卡套（与新卡套对比）

一级推力盘、一级推力环均已磨出深槽

参考文献

[1]成都电力机械厂AP系列动叶可调轴流式通风机说明书。

[2]马绍奎，毛靓华，风机震动的检测分析和变换方法[J].风机技术2005.

[3]姚贵喜，白蔚君，风机的运行与装置，华中理工大学出版社。2011年。

[4]何正嘉、黄昭毅，机械故障诊断案例选编。西安交通大学出版社。2009年。