| 風機運行中的常見故障分析及其處理方法 | ||
 風機是一種將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為輸送氣體、給予氣體能量的機械，它是火電廠中不可少的機械設備，主要有送風機、引風機、一次風機、密封風機和排粉機等，消耗電能約占發(fā)電廠發(fā)電量的1．5％～3．0％。在火電廠的實際運行中，風機，特別是引風機由于運行條件較惡劣，故障率較高，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，引風機平均每年發(fā)生故障為2次，送風機平均每年發(fā)生故障為0．4次，從而導致機組非計劃停運或減負荷運行。因此，迅速判斷風機運行中故障產(chǎn)生的原因，采取得力措施解決是發(fā)電廠連續(xù)安全運行的保障。雖然風機的故障類型繁多，原因也很復雜，但根據(jù)調(diào)查電廠實際運行中風機故障較多的是：軸承振動、軸承溫度高、動葉卡澀、保護裝置誤動。 1 風機軸承振動超標 風機軸承振動是運行中常見的故障，風機的振動會引起軸承和葉片損壞、螺栓松動、機殼和風道損壞等故障，嚴重危及風機的安全運行。風機軸承振動超標的原因較多，如能針對不同的現(xiàn)象分析原因采取恰當?shù)奶幚磙k法，往往能起到事半功倍的效果。 1．1 不停爐處理葉片非工作面積灰引起風機振動 這類缺陷常見于鍋爐引風機，現(xiàn)象主要表現(xiàn)為風機在運行中振動突然上升。這是因為當氣體進入葉輪時，與旋轉(zhuǎn)的葉片工作面存在一定的角度，根據(jù)流體力學原理，氣體在葉片的非工作面一定有旋渦產(chǎn)生，于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會慢慢地沉積在非工作面上。機翼型的葉片最易積灰。當積灰達到一定的重量時由于葉輪旋轉(zhuǎn)離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的積灰不可能完全均勻一致，聚集或可甩走的灰塊時間不一定同步，結(jié)果因為葉片的積灰不均勻?qū)е氯~輪質(zhì)量分布不平衡，從而使風機振動增大。 在這種情況下，通常只需把葉片上的積灰鏟除，葉輪又將重新達到平衡，從而減少風機的振動。在實際工作中，通常的處理方法是臨時停爐后打開風機機殼的人孔門，檢修人員進入機殼內(nèi)清除葉輪上的積灰。這樣不僅環(huán)境惡劣，存在不安全因素，而且造成機組的非計劃停運，檢修時間長，勞動強度大。經(jīng)過研究，提出了一個經(jīng)實際證明行之有效的處理方法。如圖1所示，在機殼喉舌處（A點，徑向?qū)χ~輪）加裝一排噴嘴（4～5個），將噴嘴調(diào)成不同角度。噴嘴與沖灰水泵相連，將沖灰水作為沖洗積灰的動力介質(zhì)，降低負荷后停單側(cè)風機，在停風機的瞬間迅速打開閥門，利用葉輪的慣性作用噴洗葉片上的非工作面，打開在機殼底部加裝的閥門將沖灰水排走。這樣就實現(xiàn)了不停爐而處理風機振動的目的。用沖灰水作清灰的介質(zhì)，和用蒸汽和壓縮空氣相比，具有對噴嘴結(jié)構(gòu)要求低、清灰范圍大、效果好、對葉片磨損小等優(yōu)點。 1．2 不停爐處理葉片磨損引起的振動 磨損是風機中最常見的現(xiàn)象，風機在運行中振動緩慢上升，一般是由于葉片磨損，平衡破壞后造成的。此時處理風機振動的問題一般是在停爐后做動平衡。根據(jù)風機的特點，經(jīng)過多次實踐，總結(jié)了以下可在不停爐的情況下對風機進行動平衡試驗工作。 1）在機殼喉舌徑向?qū)χ~輪處（如圖1）加裝一個手孔門，因為此處離葉輪外圓邊緣距離最近，只有200 mm多，人站在風機外面，用手可以進行內(nèi)部操 作。風機正常運行的情況下手孔門關(guān)閉。 2）振動發(fā)生后將風機停下（單側(cè)停風機），將手孔門打開，在機殼外對葉輪進行試加重量。 3）找完平衡后，計算應加的重量和位置，對葉輪進行焊接工作。在實際工作中，用三點法找動平衡較為簡單方便。試加重量的計算公式為 P＜＝250×A0×G／D（3000／n）2（g） 為了盡快找到應加的重量和位置，應根據(jù)平時的數(shù)據(jù)多總結(jié)經(jīng)驗。根據(jù)經(jīng)驗，Y4－73－11－22D的風機振動0．10mm時不平衡重量為2000 g；M5－29－11－18D的排粉機振動0．10mm時不平衡重量120g；軸流ASN2125／1250型引風機振動為0．10 mm時不平衡重量只有80 g左右。為了達到不停爐處理葉片磨損引起的振動問題的目的，平時須加強對風門擋板的維護，減少風門擋板的漏風，在單側(cè)風機停運時能防止熱風從停運的送風機處漏出以維持良好的工作環(huán)境。 1．3 空預器的腐蝕導致風機振動間斷性超標 這種情況通常發(fā)生在燃油鍋爐上。燃油鍋爐引風機前一般沒有電除塵，煙、風道較短，空預器的波紋板和定位板由于低溫腐蝕，波紋板腐蝕成小薄鋼片，小薄鋼片隨煙氣一起直接打擊在風機葉片上，一方面造成風機的受迫振動，另一方面一些小薄鋼片鑲嵌在葉片上，由于葉片的動不平衡使風機振動。這種現(xiàn)象是筆者在長期的實際生產(chǎn)中觀察到的結(jié)果。處理方法是及時更換腐蝕的波紋板，采用方法防止空預器的低溫腐蝕，提高排煙溫度和進風溫度（一般應高于60℃以避開露點），波紋板也可使用耐腐蝕的考登鋼或金屬搪瓷。 1．4 風道系統(tǒng)振動導致引風機的振動 煙、風道的振動通常會引起風機的受迫振動。這是生產(chǎn)中容易出現(xiàn)而又容易忽視的情況。風機出口擴散筒隨負荷的增大，進、出風量增大，振動也會隨之改變，而一般擴散筒的下部只有4個支點，如圖2所示，另一邊的接頭石棉帆布是軟接頭，這樣一來整個擴散筒的60％重量是懸吊受力。從圖中可以看出軸承座的振動直接與擴散筒有關(guān)，故負荷越大，軸承產(chǎn)生振動越大。針對這種狀況，在擴散筒出口端下面增加一個活支點（如圖3），可升可降可移動。當機組負荷變化時，只需微調(diào)該支點，即可消除振動。經(jīng)過現(xiàn)場實踐效果非常顯著。該種情況在風道較短的情況下更容易出現(xiàn)。 1．5 動、靜部分相碰引起風機振動 在生產(chǎn)實際中引起動、靜部分相碰的主要原因： （1）葉輪和進風口（集流器）不在同一軸線上。 （2）運行時間長后進風口損壞、變形。 （3）葉輪松動使葉輪晃動度大。 （4）軸與軸承松動。 （5）軸承損壞。 （6）主軸彎曲。 根據(jù)不同情況采取不同的處理方法。引起風機振動的原因很多，其它如連軸器中心偏差大、基礎(chǔ)或機座剛性不夠、原動機振動引起等等，有時是多方面的原因造成的結(jié)果。實際工作中應認真總結(jié)經(jīng)驗，多積累數(shù)據(jù)，掌握設備的狀態(tài)，摸清設備劣化的規(guī)律，出現(xiàn)問題就能有的放矢地采取相應措施解決。 2 軸承溫度高 風機軸承溫度異常升高的原因有三類：潤滑不良、冷卻不夠、軸承異常。離心式風機軸承置于風機外，若是由于軸承疲勞磨損出現(xiàn)脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高，一般可以通過聽軸承聲音和測量振動等方法來判斷，如是潤滑不良、冷卻不夠的原因則是較容易判斷的。而軸流風機的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進氣室的下方，當發(fā)生軸承溫度高時，由于風機在運行，很難判斷是軸承有問題還是潤滑、冷卻的問題。實際工作中應先從以下幾個方面解決問題。 ?。?）加油是否恰當。應當按照定期工作的要求給軸承箱加油。軸承加油后有時也會出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時現(xiàn)象為溫度持續(xù)不斷上升，到達某點后（一般在比正常運行溫度高10℃～15℃左右）就會維持不變，然后會逐漸下降。 （2）冷卻風機小，冷卻風量不足。引風機處的煙溫在120℃～140℃，軸承箱如果沒有有效的冷卻，軸承溫度會升高。比較簡單同時又節(jié)約廠用電的解決方法是在輪轂側(cè)軸承設置壓縮空氣冷卻。當溫度低時可以不開啟壓縮空氣冷卻，溫度高時開啟壓縮空氣冷卻。 ?。?）確認不存在上述問題后再檢查軸承箱。 3 動葉卡澀 軸流風機動葉調(diào)節(jié)是通過傳動機構(gòu)帶動滑閥改變液壓缸兩側(cè)油壓差實現(xiàn)的。在軸流風機的運行中，有時會出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)困難或完全不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象通常會認為是風機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)故障和輪轂內(nèi)部調(diào)節(jié)機構(gòu)損壞等。但在實際中通常是另外一種原因：在風機動葉片和輪轂之間有一定的空隙以實現(xiàn)動葉角度的調(diào)節(jié)，但不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙造成動葉調(diào)節(jié)困難。動葉卡澀的現(xiàn)象在燃油鍋爐和采用水膜除塵的鍋爐比較普遍，解決的措施主要有 ?。?）盡量使燃油或煤燃燒充分，減少碳黑，適當提高排煙溫度和進風溫度，避免煙氣中的硫在空預器中的結(jié)露。 ?。?）在葉輪進口設置蒸汽吹掃管道，當風機停機時對葉輪進行清掃，保持葉輪清潔，蒸汽壓力＜＝0．2MPa，溫度＜＝200℃。 ?。?）適時調(diào)整動葉開度，防止葉片長時間在一個開度造成結(jié)垢，風機停運后動葉應間斷地在0～55°活動。 （4）經(jīng)常檢查動葉傳動機構(gòu)，適當加潤滑油。 4 旋轉(zhuǎn)失速和喘振 旋轉(zhuǎn)失速是氣流沖角達到臨界值附近時，氣流會離開葉片凸面，發(fā)生邊界層分離從而產(chǎn)生大量區(qū)域的渦流造成風機風壓下降的現(xiàn)象。喘振是由于風機處在不穩(wěn)定的工作區(qū)運行出現(xiàn)流量、風壓大幅度波動的現(xiàn)象。這兩種不正常工況是不同的，但是它們又有一定的關(guān)系。風機在喘振時一般會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流，但旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生只決定于葉輪本身結(jié)構(gòu)性能、氣流情況等因素，與風煙道系統(tǒng)的容量和形狀無關(guān)，喘振則風機本身與風煙道都有關(guān)系。旋轉(zhuǎn)失速用失速探針來檢測，喘振用U形管取樣，兩者都是壓差信號驅(qū)動差壓開關(guān)報警或跳機。但在實際運行中有兩種原因使差壓開關(guān)容易出現(xiàn)誤動作：1）煙氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和U形管容易堵塞；2）現(xiàn)場條件振動大。該保護的可靠性較差。由于風機發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速和喘振時，爐膛風壓和風機振動都會發(fā)生較大的變化，在風機調(diào)試時通過動葉安裝角度的改變使風機正常工作點遠離風機的不穩(wěn)定區(qū)，隨著目前風機設計制造水平的提高，可以將風機跳閘保護中喘振保護取消，改為“發(fā)訊”，當出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速或喘振信號后運行人員通過調(diào)節(jié)動葉開度使風機脫離旋轉(zhuǎn)脫流區(qū)或喘振區(qū)而保持風機連續(xù)穩(wěn)定運行，從而減少風機的意外停運。 |
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