200MW火电机组吸风机油压晃摆原因分析

200MW火电机组吸风机油压晃摆原因分析

王云昊

大唐国际发电股份有限公司陡河热电分公司 

摘要：吸风机作为火力发电厂重要辅机设备，其运行平稳及经济性关系到机组安全运行与稳定，轴流风机因效率高和能耗低被大型发电企业广泛采用，但是随着大型轴流风机投入运行年限增加，各种风机故障逐渐显现出来，成为制约火力发电厂机组负荷升降的重要因素，因此，最大限度降低风机对机组稳定运行的影响，成为当前各大型火电厂亟待解决的问题之一，本文就吸风机油压晃摆故障原因进行分析。

关键词：吸风机；油压；晃摆；分析

引言

在火力电厂实际运行中，由于吸风机介质多为含尘及含硫烟气，且普遍含有脱硝喷氨过量残存的尿素，导致吸风机往往更容易出现各种故障，主要包括叶片磨损、积灰、卡涩、断裂等，其不稳定性越来越严重的威胁到机组带负荷的能力，这对于当前甚至今后很长一段时间内的深度调峰机组来说，关系到火电企业减亏增盈的根本所在，如何准确判断大型轴流风机的故障并及时处理，甚至提前采取措施预防性维护检修，越来越成为各火力发电企业对设备维护的基本要求。本文就液压油压力晃摆故障进行分析与探讨，从而为相似故障的处理提供借鉴。

1、吸风机液压油压力晃摆故障表征

某发电厂3月29日下午13点55分，7号炉乙吸风机#1号油泵联起，就地检查油站内部无明显异常，运行人员手动停止#1号油泵；14点05分油泵再次联起，就地观察液压油滤网前、后压力表指针均出现晃摆现象，液压油软管出现高频震颤，并出现液压油软管与基础平台出现碰磨现象，油压峰值波动差压达到0.2Mpa，风机就地振动较为稳定，未出现异常噪音，查询工程师站逻辑发现油泵联启首出信号为液压油压力低保护动作。

2、液压油系统调节动叶原理

轴流风机动叶调节原理是通过执行器操作伺服机构，使液压油缸调节阀和切口通道相对移动，液压油缸内活塞两侧油量油压发生变化，从而推动液压油缸活塞做轴向运动，带动轮毂内部的调节盘、滑块，从而连接曲柄及叶片转动。当外部调节拉杆机构与调节阀处于给定位置时，液压油通过油管路进出油缸活塞两侧腔室，当液压油缸活塞两侧压力相等时，油缸将处于没有轴向移动的平衡状态，直到拉杆调节位置再次变化时移动，由此可知，动调风机液压油系统除具有实现叶片旋转功能外，还应具有保持叶片稳定开度的功能，在此状态下，液压油与油缸处于隔断状态，油缸内部存油相对固定封闭。

3、液压油压力波动故障排查及处理

由于7号机组处于运行状态，针对液压油压力表指针晃摆故障原因排查按照反向排查、逐步深入方式进行，以最大限度降低对机组负荷的影响。

（1） 依据油压低保护动作为首出信号，首先确定是否为热控元件出现“假报警”，安排热工专业逐项校验压力表及远传信号端口、更换润滑油、液压油压力开关，排查校验后油压晃摆现象仍未消除；

（2）热控专业处理校验表计后故障现象仍未消除，考虑液压油管路确实存在油压波动现象，分析可能存在油压、油量同时变化状况，对液压油系统管路进行梳理，涉及到油压、油量调节功能部件只有溢流阀模块；利用夜间低负荷期间，安排设备维护人员对液压油溢流阀进行更换并解体检查，发现阀内弹簧未出现老化及卡涩情况，各阀体密封面较为光滑，未见明显腐蚀、划痕等缺陷，排除溢流阀模块故障。

（3）油管路油压油量脉动，有可能来源于备用油泵出口逆止阀不严密或卡涩导致部分压力油泄放回主油箱，对1号油泵出口逆止阀进行更换，并检查内部弹簧及密封件，逆止阀阀芯动作正常无卡涩，内部弹簧及密封面无划痕泄露痕迹。

（4）液压油指针晃摆表征为压力不稳定，考虑油滤网及泵体出力可能存在问题，主要安排更换油滤网，清理吸风机油站油箱，排查油系统杂物进入并更换润滑油，分别倒换油泵运行并逐项检查油泵齿轮及管路状况。从排查结果来看，除油站内部发现少量胶质碎屑外，并没有其它异常情况，恢复系统运转动叶全开过程中，60%-100%区间液压油压力表出现数次波动，故障未能消除；

（5）根据以往吸风机维护检修经验分析，考虑转子内部机械机构存在卡涩或者部分失效故障点，经报请调度后机组停备，对吸风机转子解体大修检查，发现一、二级滑块关节轴承大部分磨损较大，给予全部换新处理；回装转子后预动作出现叶片拒动现象，更换液压油伺服阀后恢复正常；检查执行器传动各机构，发现传动轴转动不灵、执行器底座部分开裂现象并对其进行修复，整机试运前安排分项单独启动油站调试，吸风机动叶调试全开关数次，就地液压油压力表未见波动，晚21点40分，吸风机整体带载试运，动叶最大开度82%，就地压力表指针未见波动，液压油压力波动故障得以消除。

4、原因分析

由故障处理过程可以明确，液压油压力波动并不是源自于液压油系统本身故障，而是由于机械传动过程多部件老化、磨损和不精准导致，结合各分部试运结果分析，本次液压油压力表指针晃摆主要原因归结有如下几点：

（1）动叶调节执行器底座开裂，导致出现调节“空行程”假象，反馈信号显示动叶开度变化，实际叶片不能全部行程同步跟随转动，达到某一位置时突然“挂挡”，导致液压油供应出现压力波动；

（2）传动轴卡涩，导致伺服阀传动出现跳跃性而非连续线性轴位移，由调节原理可知，非线性位移运行条件下，叠加风机本身振动，可能导致液压油伺服阀颤动，导致滑阀阀芯与油缸内外腔室接口出现间隙跳动，压力油进出不同油路通道频繁切换，导致液压油压力及流量出现脉动；

（3）伺服阀阀芯磨损，导致液压油流量调节不精准，加剧油系统波动程度。

（4）曲柄关节轴承及滑块磨损，导致机械传动过程中可能出现“跳档”现象，在风机连续带载运行中，曲柄传动机构内部件持续不均匀受力反作用与液压调节系统，导致液压油进出受阻，可能强化液压油系统压力波动。

（5）油系统内出现胶质异物，分析为油泵联轴器弹性胶垫部分脱落掉落，可能导致细小颗粒进入液压油系统，加剧各精密接口部件磨损程度，导致动叶片开度调节中不精准，促进液压油压力波动扩大化。

5、预防及控制策略

此次液压油晃摆故障处理遵循由简入繁、由浅入深反向排查，最大限度避免了机组限负荷运行，在电厂实际应用中具有较强的借鉴意义。对于预防大型轴流风机液压油系统波动总结主要有以下几个方面：

（1）建立并强化系统性思维方式，充分熟悉、了解液压油系统由热控保护与机械传动之间的联系，做好逢停必查传动工作，重点对各机械连接件及焊口进行排查，防止出现机械性松动，造成调节传导失稳、失真现象；

（2）具备条件要制定周期性循环排查方案，重点检查传动机构轴承、转子内部易损件及各焊口腐蚀、磨损状况，做好主要部位的防腐、防卡涩修复；

（3）针对液压油系统制定专项点检定修周期及验收标准，做好液压油缸密封件检查及修复更换计划，对密封件的储存及使用进行全寿命周期跟踪，确保缸体及活塞密封性能良好，传递扭矩达到设计要求。

（4）严格执行油脂定修、定检标准，对关键部位做好质量管控，严控液压油系统颗粒度超标运行，适当缩短油泵弹性缓冲垫的检查与更换周期，持续做好并落实液压油系统清洁度要求。

除此之外，还可以考虑提高液压油清洁度措施，比如液压油设置单独循环回路，最大限度降低各精密部件磨损程度，保证动叶调整精准，更有利于轴流风机的稳定运行。发电企业应从战略高度认识大型风机稳定运行对深度调峰的重要作用及提高经济效益的意义，结合工作实际，认真总结故障排查及处理经验教训，积极创新进取，不断提高电厂的设备运维质量管理水平，提升发电企业本质安全水平。

参考文献

[1]AP系列动叶可调轴流通风机.成都电力机械厂