徐 濤，王 浩，肖 申，沈 陽

(1.華電渠東發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000；2.華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江 杭州 310030)

1 故障經(jīng)過

某電廠2號機(jī)組在啟機(jī)過程中，先啟動(dòng)B側(cè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行；運(yùn)行一段時(shí)間后，啟動(dòng)A側(cè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，動(dòng)葉開度為0時(shí)，電流異常增大，達(dá)280 A。此時(shí)B引風(fēng)機(jī)開度11%，電流202 A，爐膛負(fù)壓-156 Pa。調(diào)整A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度至14%，風(fēng)機(jī)電流仍維持在279 A，風(fēng)機(jī)本體內(nèi)部傳出“轟轟”聲。B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度和電流無明顯變化，分別為11%、202 A，爐膛負(fù)壓-100 Pa。期間，運(yùn)行人員對A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行0～30%開度試調(diào)整，電流無變化；持續(xù)對煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和調(diào)整，A引風(fēng)機(jī)電流仍沒有變化。

停運(yùn)A側(cè)引風(fēng)機(jī)后，保持B側(cè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行，2號機(jī)組并網(wǎng)成功。就地對A引風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一級動(dòng)葉有3塊葉片發(fā)生漂移，處于關(guān)位卡死，判斷A引風(fēng)機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)動(dòng)葉卡澀故障。同時(shí)隨負(fù)荷升高，B引風(fēng)機(jī)也逐漸產(chǎn)生“轟轟”聲，且異音有增大趨勢。出于人身及設(shè)備安全考慮，向調(diào)度申請停機(jī)。

2 原因分析

2.1 基本概況

伴隨著超低排放改造的進(jìn)行，為簡化鍋爐系統(tǒng)、降低風(fēng)機(jī)電耗、節(jié)省運(yùn)行和檢修維護(hù)成本，大部分機(jī)組均進(jìn)行了“引增合一”改造[1]。2號機(jī)組超低排放改造后，引風(fēng)機(jī)換型為上海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的雙級動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，型號為SAF35-23.7-2。截至本次停機(jī)，A引風(fēng)機(jī)共計(jì)運(yùn)行6448 h，B引風(fēng)機(jī)共計(jì)運(yùn)行6418 h。

2.2 運(yùn)行情況檢查分析

查閱運(yùn)行啟停機(jī)操作記錄及SOE記錄，運(yùn)行人員各項(xiàng)操作符合集控運(yùn)行規(guī)程要求，SOE記錄未見異常。制粉系統(tǒng)及其設(shè)備正常，煙風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)其他機(jī)械設(shè)備、風(fēng)門擋板等無異常情況發(fā)生。

風(fēng)機(jī)本體出現(xiàn)異音等不明故障，極易演變?yōu)轱L(fēng)機(jī)喘振[2]，對設(shè)備和機(jī)組造成更大的損害。因此，本次停機(jī)屬于為了防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大而申請的主動(dòng)停機(jī)。

2.3 停備期間風(fēng)機(jī)維護(hù)情況分析

a.由于調(diào)度要求，2號機(jī)組于1月23日停機(jī)備用，至5月14日首次啟機(jī)，歷時(shí)將近4個(gè)月，調(diào)停時(shí)間較長。

在停備期間，運(yùn)行人員定期對A、B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行活動(dòng)試驗(yàn)(每天中班進(jìn)行1次)。圖1為停備期間A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度調(diào)試情況，開度在0～100%范圍內(nèi)調(diào)試正常，無卡澀現(xiàn)象。

圖1 停備期間A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度調(diào)試情況

圖2為停備期間B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度調(diào)試情況。3月21日至4月3日，因?qū)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉控制軸進(jìn)行檢修，暫停動(dòng)葉活動(dòng)試驗(yàn)。4月3日檢修結(jié)束后，動(dòng)葉開度調(diào)試正常，無卡澀現(xiàn)象。

圖2 停備期間B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度調(diào)試情況

b.1月23日至2月11日，廠內(nèi)對包括A、B引風(fēng)機(jī)在內(nèi)的六大風(fēng)機(jī)進(jìn)行了內(nèi)部檢查、動(dòng)葉開度校對，當(dāng)時(shí)未發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉有卡澀和明顯漂移等異常現(xiàn)象。

c.在之后的停備期間，雖然對A、B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉進(jìn)行了活動(dòng)試驗(yàn)，但該試驗(yàn)僅在DCS上進(jìn)行，未就地對每個(gè)葉片的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，因此無法保證葉片的就地實(shí)際動(dòng)作與DCS反饋開度一致。因此，葉片的實(shí)際狀態(tài)可能與DCS反饋偏差較大，為風(fēng)機(jī)故障的發(fā)生埋下了安全隱患。

2.4 設(shè)備檢查情況分析

a.A引風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，對其進(jìn)行揭蓋檢修。檢查發(fā)現(xiàn)，A引風(fēng)機(jī)一級動(dòng)葉有3片葉片角度發(fā)生嚴(yán)重漂移，處于關(guān)位抵死狀態(tài)(關(guān)過頭現(xiàn)象)，其對應(yīng)的葉柄軸平衡重也存在偏移，軸與調(diào)節(jié)臂接觸部位存在打滑現(xiàn)象；其他葉片角度也有不同的漂移現(xiàn)象，如圖3、圖4所示。經(jīng)角度測量，一級動(dòng)葉共有13片葉片角度發(fā)生不同程度的漂移，其余7片保持正常角度；二級所有動(dòng)葉角度一致、沒有發(fā)生漂移現(xiàn)象。

圖3 3片嚴(yán)重漂移的葉片

圖4 3片動(dòng)葉葉柄軸平衡重偏移、軸打滑

對A引風(fēng)機(jī)葉片拆除、輪轂解體，發(fā)現(xiàn)一級動(dòng)葉葉片根部與輪轂接觸縫隙積灰板結(jié)、銹蝕情況嚴(yán)重，見圖5；二級動(dòng)葉葉片拆卸較為輕松，葉片根部與輪轂接觸縫隙積灰較為疏松。同時(shí)，A引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子表面也出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的腐蝕情況，見圖6。

圖5 一級動(dòng)葉根部積灰、銹蝕情況

圖6 引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子表面腐蝕較嚴(yán)重

現(xiàn)場對B引風(fēng)機(jī)一、二級動(dòng)葉檢查發(fā)現(xiàn)，一級動(dòng)葉有1片角度發(fā)生漂移，當(dāng)其他動(dòng)葉關(guān)閉時(shí)，該葉片處于30%的開度，與其他葉片不同步。對二級動(dòng)葉進(jìn)行檢查，角度同步，未發(fā)生漂移現(xiàn)象。

b.現(xiàn)場對A引風(fēng)機(jī)嚴(yán)重卡澀的3片葉片的軸與調(diào)節(jié)臂拆除，清洗干凈后去掉毛刺，角度校正后重新固定，并以二級動(dòng)葉角度為基準(zhǔn)，將一級動(dòng)葉角度全部調(diào)整至與二級動(dòng)葉開度同步，經(jīng)試轉(zhuǎn)后正常。

B引風(fēng)機(jī)僅有1片一級動(dòng)葉發(fā)生漂移，冷態(tài)試轉(zhuǎn)后，暫不影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行，待機(jī)組下次停機(jī)時(shí)再行解體處理。

c.動(dòng)葉漂移是指風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中動(dòng)葉與鎖緊螺母發(fā)生相對滑移[3]。葉片發(fā)生漂移后，氣流與葉片進(jìn)口形成正沖角，當(dāng)正沖角超過某一臨界值后，葉片背面出現(xiàn)渦流區(qū)，即失速現(xiàn)象[4]。失速現(xiàn)象可誘發(fā)喘振，引起風(fēng)機(jī)異響和振動(dòng)超標(biāo)[5]。由此可見，A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉漂移是造成本次風(fēng)機(jī)本體異響的直接原因。

風(fēng)機(jī)葉片根部與輪轂安裝孔之間設(shè)置了一道卡簧活塞進(jìn)行密封，其與輪轂安裝孔處仍有一定的縫隙。當(dāng)?shù)貧夂虺睗瘢瑱C(jī)組停備期間恰逢長期下雨，加上空預(yù)器、電除塵器內(nèi)部水沖洗潮氣大等原因，隨著機(jī)組停運(yùn)時(shí)間延長，葉片軸座縫隙金屬銹蝕和粉塵受潮板結(jié)加重，導(dǎo)致動(dòng)葉卡澀。因各動(dòng)葉卡澀程度的不同，其對應(yīng)的鎖緊螺母緊力也有所差異，部分動(dòng)葉所需的調(diào)整力矩超過調(diào)節(jié)臂對葉柄的緊固力矩，因此出現(xiàn)漂移現(xiàn)象[6]。

另外，2號機(jī)組進(jìn)行超低排放改造后，增加了低低溫省煤器，引風(fēng)機(jī)入口煙氣溫度從150 ℃降到88 ℃，煙溫較低。而鍋爐燃用煤種收到基硫含量長期控制在2%左右，致使煙氣中酸濃度相對高，對低溫的風(fēng)機(jī)金屬表面層造成腐蝕[7]，這進(jìn)一步加劇了葉片根部的沉積、結(jié)垢。

綜上所述，葉片漂移是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失速、出現(xiàn)異響的直接原因；而機(jī)組長期停備，煙風(fēng)系統(tǒng)濕度大、檢修維護(hù)不到位造成的葉片根部積灰板結(jié)和腐蝕是引起葉片漂移的主要因素；較高的煤中硫含量和較低的煙氣溫度則加劇了葉片根部腐蝕和積灰的程度。

3 暴露問題及預(yù)防措施

3.1 暴露問題

a.在風(fēng)機(jī)動(dòng)葉活動(dòng)試驗(yàn)中，過于相信執(zhí)行器反饋動(dòng)作信號，未定期就地對葉片狀態(tài)進(jìn)行檢查。

b.在機(jī)組進(jìn)行超低排放改造后，風(fēng)機(jī)入口煙溫降低，對運(yùn)行過程中含硫化合物可能引起的低溫腐蝕問題認(rèn)識不足。

c.對于該類型風(fēng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)欠缺，在長期停備期間，對煙風(fēng)系統(tǒng)濕度增大可能引起風(fēng)機(jī)葉片根部積灰板結(jié)問題預(yù)見性不足，未能制定針對性的維護(hù)保養(yǎng)措施。

3.2 預(yù)防措施

a.在機(jī)組停備時(shí)間較長時(shí)，在定期檢查工作中增加對風(fēng)機(jī)葉片狀態(tài)的就地檢查確認(rèn)，及時(shí)清理軸座縫隙金屬銹蝕和受潮板結(jié)灰，防止類似事件再次發(fā)生。

b.調(diào)研改進(jìn)型的密封技術(shù)，對動(dòng)葉根部密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以避免和減緩葉片根部的積灰板結(jié)和腐蝕。如劉恩生等[8]提出可在原密封的基礎(chǔ)上增加一道密封環(huán)形成雙道密封，或再增加一道表面密封遮擋葉柄動(dòng)靜間隙；卓仁春[9]采用在動(dòng)葉根部開槽增加2道氟橡膠材質(zhì)的密封圈來預(yù)防動(dòng)葉的卡澀及漂移。

c.制定針對性的風(fēng)機(jī)防失速和喘振措施，加強(qiáng)運(yùn)行人員的培訓(xùn)和演練。

4 結(jié)束語

引風(fēng)機(jī)是電站鍋爐的重要輔機(jī)設(shè)備之一，其可靠性直接關(guān)系著機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文就引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)的事件進(jìn)行了調(diào)查分析，并提出了預(yù)防措施，為同類型風(fēng)機(jī)的運(yùn)行及維護(hù)提供參考。