对电厂锅炉风机运行中故障的原因及处理分析

　　摘要:文中阐述了电厂锅炉风机运行中轴承振动、轴承升温、叶片磨损、动叶卡涩、旋转失速和喘振等故障的几种原因，提出了已被实践证明行之有效的处理方法。
　　关键词:电厂锅炉风机;轴承振动;动叶;喘振;问题处理
　　1引言
　　锅炉风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、给予气体能量的机械，它是火电厂中必不可少的机械设备，主要有送风机、引风机、一次风机、密封风机等，消耗电能约占发电厂发电量的1.5%~3.0%。在火电厂的实际运行中，引风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，据有关统计资料，引风机平均每年发生故障为2次，送风机平均每年发生故障为0.4次，从而导致机组非计划停运或减负荷运行。因此，迅速判断风机运行中故障产生的原因，采取得力措施是发电厂连续安全运行的保障。[l]
　　2风机轴承振动
　　风机轴承振动是运行中常见的故障，风机的振动会引起轴承和叶片损坏、螺栓松动、机壳和风道损坏等故障，严重危及风机的安全运行。风机轴承振动超标的原因较多，如能针对不同的现象分析原因采取恰当、及时的处理办法，往往能起到事半功倍的效果。[2]
　　2.1地脚螺栓折断引起振动
　　这类缺陷检查时，轴承箱油位油温均正常，冷却水通畅，异常响声主要来自叶轮。虽然轴承箱垫铁有微动迹象，但不见垫铁滑出。发现此类缺陷应及时联系维护单位更换螺栓。
　　2.2不停炉处理叶片非工作面积灰引起风机振动
　　这类缺陷常见于锅炉引风机，现象主要表现为风机在运行中振动突然上升。这是因为当气体进人叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。
　　在这种情况下，通常只需把叶片上的积灰铲除，叶轮又将重新达到平衡，从而减少风机的振动。在实际工作中，通常的处理方法是临时停炉后打开风机机壳的人孔门，检修人员进人机壳内清除叶轮上的积灰。
　　2.3不停炉处理叶片磨损引起的振动
　　磨损是风机中最常见的现象，风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片磨损，平衡破坏后造成的。此时处理风机振动的问题一般是在停炉后做动平衡。根据风机的特点，经过多次实践，总结了以下可在不停炉的情况下对风机进行动平衡试验工作。[3]
　　(1)在机壳喉舌径向对着叶轮处(如图2)加装一个手孔门，因为此处离叶轮外圆边缘距离最近，只有200mm多，人站在风机外面，用手可以进行内部操作。风机正常运行的情况下手孔门关闭。
　　(2)振动发生后将风机停下(降低负荷后，单侧停风机)，将手孔门打开，在机壳外对叶轮进行试加重量。
　　(3)找完平衡后，计算应加的重量和位置，对叶轮进行焊接工作。
　　
　　2不停炉处理叶片磨损动平衡
　　为了达到不停炉处理叶片磨损引起的振动问题的目的，平时须加强对风门挡板的维护，减少风门挡板的漏风，在单侧风机停运时能防止热风从停运的送风机处漏出以维持良好的工作环境。
　　2.4空预器的腐蚀导致风机振动间断性超标
　　空预器的波纹板和定位板由于低温腐蚀，波纹板腐蚀成小薄钢片，小薄钢片随烟气一起直接打击在风机叶片上，一方面造成风机的受迫振动，另一方面一些小薄钢片镶嵌在叶片上，由于叶片的动平衡破坏使风机振动。处理方法是及时更换腐蚀的波纹板，采用得力措施防止空预器的低温腐蚀，提高排烟温度和进风温度(一般应高于60℃以避开露点)，波纹板也可使用耐腐蚀的考登钢或金属搪瓷。
　　2.5风道系统振动导致引风机的振动
　　烟、风道的振动通常会引起风机的受迫振动。这是生产中容易出现而又容易忽视的情况。风机出口扩散筒随负荷的增大，进、出风量增大，振动也会随之改变，而一般扩散筒的下部只有4个支点(如图3)，另一边的接头石棉帆布是软接头，这样一来整个扩散筒的60%重量是悬吊受力。从图中可以看出轴承座的振动直接与扩散筒有关，故负荷越大，轴承产生振动越大。针对这种状况，在扩散筒出口端下面增加一个活支点(如图4)，可升可降可移动。当机组负荷变化时，只需微调该支点，即可消除振动。经过现场实践效果非常显著。该种情况在风道较短的情况下更容易出现。[4]
　　
　　图3一般扩散筒支点图
　　
　　图4改进后扩散筒支点图
　　2.6动、静部分相碰引起风机振动
　　在实际生产中引起动、静部分相碰的主要原因:
　　(1)叶轮和进风口(集流器)不在同一轴线上;
　　(2)运行时间长后进风口损坏、变形；
　　(3)叶轮松动使叶轮晃动度大;
　　(4)轴与轴承松动;
　　(5)轴承损坏;
　　(6)主轴弯曲。
　　根据不同情况采取不同的处理方法。引起风机振动的原因很多，其它如联轴器中心偏差大、基础或机座刚性不够、原动机振动引起等等，有时是多方面的原因造成的结果。
　　3轴承温度高
　　风机轴承温度异常升高的原因有三类：润滑不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高，一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断，实际工作中应先从以下几个方面解决问题。
　　(1)加油是否恰当。应当按照定期工作的要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况，主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升，到达某点后(一般在比正常运行温度高10~15℃左右)就会维持不变，然后会逐渐下降。
　　(2)冷却风机小，冷却风量不足。引风机处的烟温在120~140℃，轴承箱如果没有有效的冷却，轴承温度会升高。当轴承冷却风机故障时应及时切换至备用冷却风机
　　(3)确认不存在上述问题后再检查轴承箱。
　　4叶片磨损
　　叶片磨损的大致原因有:从气体动力学的角度分析，当风机工作在非设计工况状态时，叶轮叶道内的实际进气方向与叶片进口处圆弧的切线方向不一致，形成较大的进气冲角。这样气流中的尘粒对叶片进口端的边缘产生严重的冲刷磨损，气流与尘粒在叶道内的运动轨迹如图5所示。另外，引风机进气口配备的除尘器是旋风式除尘器，除尘器本身的除尘效果比较好。如不能及时清除除尘器下部的积尘，积尘容易被引风机吸人，当粉尘微粒在气流带动下，冲向叶片入口边缘，就象锉刀锉削叶片一样，加剧了叶片的磨损。其次叶片材料和焊缝的硬度不够，当粉尘微粒的硬度较高时，就加剧了叶片的冲刷磨损。
　　
　　图5叶道内进气冲角及气体与尘粒轨迹
　　解决的措施主要有:
　　(l)减小引风机的排气阻力，使引风机工作在设计工况状态。使进叶道的气流方向接近叶片进口圆弧的切线方向。
　　(2)加强除尘器下部的积尘清理，降低烟气中的含尘量。
　　(3)改造引风机叶轮，延长使用寿命，改机翼后弯叶片为单板后弯叶片，这样虽然会增大电机负荷，但可以避免在叶片磨损后内部积尘不均而破坏平衡，适当延长叶轮的使用寿命。同时叶片材料用硬度较高的钢，提高叶片的耐磨性。
　　5动叶卡涩
　　轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压差实现的。在轴流风机的运行中，有时会出现动叶调节困难或完全不能调节的现象。动叶卡涩的现象比较普遍，解决的措施主要有:
　　(1)尽量使燃油或煤燃烧充分，减少碳黑，适当提高排烟温度和进风温度，避免烟气中的硫在空预器中的结露。
　　(2)适时调整动叶开度，防止叶片长时间停在一个开度造成结垢，风机停运后动叶应间断地在0~55。范围内活动。
　　(3)经常检查动叶传动机构，适当加润滑油。
　　6旋转失速和喘振
　　旋转失速是气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离从而产生大量区域的涡流造成风机风压下降的现象。旋转失速用失速探针来检测，喘振用U形管取样，两者都是压差信号驱动差压开关报警或跳机。但在实际运行中有两种原因使差压开关容易出现误动作:(l)烟气中的灰尘堵塞失速探针的测量孔和U形管容易堵塞;(2)现场条件振动大。该保护的可靠性较差。由于风机发生旋转失速和船振时，炉膛风压和风机振动都会发生较大的变化，在风机调试时通过动叶安装角度的改变，使风机正常工作点远离风机的不稳定区，随着目前风机设计制造水平的提高，可以将风机跳闸保护中喘振保护取消，改为“发讯”。当出现旋转失速或喘振信号后，运行人员通过调节动叶开度，使风机脱离旋转脱流区或喘振区而保持风机连续稳定运行，从而减少风机的意外停运。
　　7结束语
　　随着电厂风机的效率和可靠性也在不断提升，但风机在实际运用中故障的情况仍较多，完善系统设计、做好定期维护工作是提高风机可靠性的关键，总结经验，针对不同的故障采用针对性的方法进行处理，对减少风机非计划停运也非常重要。
　　参考文献:
　　[1]黄生琪，周菊华.风机故障判断并处理.[J]电站辅机，2006，(2).
　　[2]邱归成.锅炉引风机故障分析及处理.[J]流体机械，2007，(6).
　　[3]罗辉，胡艳.锅炉风机运行中应主要监视哪些方面及故障排除.[J]化工管理，2004.
　　[4]钱小文.一次风机振动故障诊断与处理.[J]风机技术，2005，(6).