喬金龍

（大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西晉城048102）

ANN2800-1600B型動(dòng)葉可調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)故障處理

喬金龍

（大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西晉城048102）

ANN2800-1600B型動(dòng)葉可調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中引風(fēng)機(jī)輪轂進(jìn)灰引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的典型故障情況，從設(shè)備結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)特點(diǎn)上剖析了故障產(chǎn)生的原因、處理方案和防范措施。

軸流式風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；頻譜分析；故障處理

0 概述

某廠總裝機(jī)容量6×350 MW，發(fā)電機(jī)組系引進(jìn)德國(guó)西門子汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為美國(guó)FW公司生產(chǎn)的亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、雙拱單爐膛、W型火焰煤粉爐。每臺(tái)爐配有兩臺(tái)丹麥HOWDEN VARIAX公司生產(chǎn)的ANN2800-1600B型動(dòng)葉可調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速995 r/min，采用電動(dòng)、定速，50%容量，引風(fēng)機(jī)布置在鍋爐電除塵器下游。

1 ANN2800 -1600 B型引風(fēng)機(jī)典型振動(dòng)大故障及處理情況

1.1 輪轂進(jìn)灰引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)大

1.1.1 故障情況

2013年2月25日啟機(jī)過程中，由于A側(cè)煙氣調(diào)節(jié)擋板顯示錯(cuò)誤，運(yùn)行人員在調(diào)節(jié)擋板過程中2A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)突然上升，DCS4.7～5.8 mm/s波動(dòng)，最大達(dá)6.5 mm/s，發(fā)振動(dòng)大報(bào)警，而之前振動(dòng)能維持在2.2 mm/s左右。對(duì)2#爐2A引風(fēng)機(jī)的葉輪外殼進(jìn)行了振動(dòng)頻譜測(cè)量，頻譜顯示見圖1，2A引風(fēng)機(jī)工頻4.48 mm/s，流體頻率振動(dòng)為1.55 mm/s，畫面5.2 mm/s；根據(jù)振動(dòng)頻譜可判定為葉輪動(dòng)平衡為振動(dòng)大的主要原因。對(duì)引風(fēng)機(jī)輪轂解體，檢查發(fā)現(xiàn)輪轂內(nèi)側(cè)壁積灰嚴(yán)重（圖2）。積灰粘結(jié)在輪轂內(nèi)側(cè)壁上，部分積灰脫落分散在輪轂內(nèi)腔里，清理內(nèi)部積灰稱重達(dá)3 kg，粘結(jié)在輪轂內(nèi)壁上的積灰脫落造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的主要原因。

圖1 振動(dòng)頻譜顯示

圖2 輪轂內(nèi)側(cè)壁積灰

1.1.2 輪轂進(jìn)灰原因分析

正常運(yùn)行時(shí)，密封風(fēng)作用主要是將引風(fēng)機(jī)中心筒與輪轂密封室內(nèi)部建立正壓，防止中心筒及輪轂外部煙氣夾雜飛灰進(jìn)入輪轂，當(dāng)密封效果差時(shí)，飛灰從輪轂與中心筒之間的動(dòng)靜間隙處進(jìn)入中心筒，由于在離心力作用下，葉片根部形成較大負(fù)壓，在負(fù)壓作用下密封風(fēng)與進(jìn)入中心筒的煙氣一塊進(jìn)入輪轂密封室，從葉片根部縫隙漏入煙氣側(cè)，而煙氣中的灰粘接在了輪轂內(nèi)壁，輪轂密封結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。造成引風(fēng)機(jī)輪轂密封效果差進(jìn)灰的原因如下。

（1）密封風(fēng)風(fēng)機(jī)出力低；密封風(fēng)機(jī)出力低的原因有：密封風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)出力低；工作環(huán)境差，揚(yáng)塵較多，濾網(wǎng)頻繁堵塞，密封風(fēng)機(jī)出力降低。

（2）中心筒與輪轂動(dòng)靜間隙較大，經(jīng)檢查2#爐2A引風(fēng)機(jī)中心筒與輪轂動(dòng)靜間隙平均都在3～3.2 mm，而2B間隙只有2.5 mm，密封間隙大，容易導(dǎo)致中心筒正壓較低。

（3）中心筒檢修人孔密封不好，導(dǎo)致中心筒內(nèi)正壓較低。

（4）葉片動(dòng)靜間隙較大，容易在輪轂密封室內(nèi)部形成較大負(fù)壓區(qū)，使密封風(fēng)與煙氣都吸入了輪轂密封室，造成輪轂積灰。

（5）密封風(fēng)溫過低，導(dǎo)致煙氣進(jìn)入輪轂極易發(fā)生酸露點(diǎn)，導(dǎo)致灰粘接在輪轂內(nèi)壁上。

（6）電除塵故障，除灰效率低，導(dǎo)致煙氣中含粉塵較多。

1.2 煙道膨脹受限引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)大

1.2.1 故障情況

在引風(fēng)機(jī)處理過程中經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，引風(fēng)機(jī)入口伸縮節(jié)積灰嚴(yán)重，無膨脹余量，出口擴(kuò)壓段歪斜，設(shè)備膨脹受限，在運(yùn)行過程中風(fēng)機(jī)畫面振動(dòng)值隨環(huán)境溫度及煙氣溫度變化影響也較大，根據(jù)頻譜分析得出在畫面振動(dòng)5.2 mm/s，振動(dòng)影響值約為1.55 mm/s，伸縮節(jié)積灰如圖4所示。

圖3 輪轂密封結(jié)構(gòu)

圖4 伸縮節(jié)積灰

1.2.2 煙道膨脹受阻原因分析

（1）入口煙道因素。入口煙道伸縮節(jié)理論壓縮余量為Δh= α×ΔT×L=14 mm，設(shè)計(jì)余量為50 mm，實(shí)際測(cè)量為14～33 mm，但設(shè)備內(nèi)部積灰嚴(yán)重，入口煙道與風(fēng)機(jī)風(fēng)箱無膨脹余量。

（2）出口煙道因素。脫硫改造前，引風(fēng)機(jī)出口金屬煙道有兩部分，即以出口擋板為中心的部分、與水平煙道相銜接部分，4個(gè)支腳都是活動(dòng)腳，其中西北角對(duì)該部分進(jìn)行南北限位，東南腳對(duì)該煙道進(jìn)行東西限位，不影響該段煙道的任何方向的膨脹。脫硫改造后，將擋板出口伸縮節(jié)直接取掉。以新煙道為固定點(diǎn)向風(fēng)機(jī)膨脹，原限位對(duì)設(shè)備膨脹影響較大，目前2#爐2A引風(fēng)機(jī)擋板部分風(fēng)道由于限位不正常導(dǎo)致擴(kuò)散筒出口煙道偏斜，出口煙道膨脹與擴(kuò)散筒膨脹不在一條直線上，導(dǎo)致煙道無膨脹余量。

（3）擴(kuò)散筒因素。引風(fēng)機(jī)葉輪外殼與入口集流器法蘭連接，并有定位銷定位，出口與擴(kuò)散筒法蘭連接，當(dāng)擴(kuò)散筒法蘭與葉輪外殼存在張口，風(fēng)機(jī)受熱膨脹后容易導(dǎo)致擴(kuò)散筒部分腳懸空，擴(kuò)散筒部分地腳懸空在流體擾動(dòng)下發(fā)生振動(dòng)，最終影響引風(fēng)機(jī)本身的振動(dòng)。此次檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)擴(kuò)散筒上張口7 mm，因此熱態(tài)情況下，后腳容易懸空。

1.3 結(jié)論及處理情況

綜合各種因素分析得出結(jié)論，2A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)大主要由流體擾動(dòng)因素和動(dòng)平衡因素引起，根據(jù)頻譜分析儀得知，在畫面5.2 mm/s時(shí)，動(dòng)平衡影響振動(dòng)值約4.48 mm/s，系統(tǒng)膨脹影響的振動(dòng)值為1.55 mm/s。動(dòng)平衡是風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的主要因素，其他因素容易對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)放大，因此清理輪轂積灰及伸縮節(jié)積灰后，振動(dòng)頻譜顯示見圖5，工頻0.519 mm/s，流體頻率振動(dòng)為0.458 mm/s，畫面0.7 mm/s。

圖5 振動(dòng)頻譜顯示

2 ANN2800-1600B型引風(fēng)機(jī)典型振動(dòng)大防范措施及技改意向

（1）采取措施提高密封風(fēng)機(jī)出力，必要時(shí)更換密封風(fēng)機(jī)。

（2）保證風(fēng)機(jī)中心筒人孔門密封嚴(yán)密，提高密封風(fēng)正壓。

（3）及時(shí)更換風(fēng)葉片的動(dòng)靜密封，減小葉片根部負(fù)壓對(duì)密封室的影響。

（4）通過技改，增加毛氈密封來減少輪轂與中心筒之間的漏灰。

（5）定時(shí)清理輪轂內(nèi)部積灰，發(fā)現(xiàn)進(jìn)灰跡象，應(yīng)及時(shí)清理。

（6）合理調(diào)整風(fēng)機(jī)出入口伸縮節(jié)各方向的膨脹余量。

（7）保證擴(kuò)散筒與葉輪外殼的同心度。

（8）完善風(fēng)機(jī)及煙道保溫，減少環(huán)境的影響。

（9）采取多種手段對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量及分析，及時(shí)掌握風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況。

3 結(jié)束語(yǔ)

大型軸流引風(fēng)機(jī)還有很多值得探討的內(nèi)容，如葉片磨損與修復(fù)、液壓系統(tǒng)故障分析、軸承使用壽命狀態(tài)分析和動(dòng)平衡等問題，經(jīng)過不懈的分析探討會(huì)積累更多有意義、有價(jià)值的信息與經(jīng)驗(yàn)。

［1］張振松，傅新.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)及故障診斷［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

［2］張思.振動(dòng)測(cè)試與分析技術(shù)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，1994.

［3］陳江，沙德生.火電廠設(shè)備精密點(diǎn)檢及故障診斷案例分析［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2010.

〔編輯 凌瑞〕

TM621

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.13