林星

(華電福建公司可門發(fā)電廠，福建 福州 350512)

1 設(shè)備概況

華電福建公司可門發(fā)電廠(以下簡稱可門電廠)一期工程2×600 MW超臨界鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、Π形露天布置、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。每臺鍋爐配置2臺ASN－2800/1400動葉調(diào)整式軸流送風(fēng)機及2臺AST－1960/1400動葉調(diào)整式軸流一次風(fēng)機，均系沈陽鼓風(fēng)機廠在引進丹麥諾狄斯克風(fēng)機公司VARTAX動葉調(diào)整式軸流風(fēng)機技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流通風(fēng)機系列產(chǎn)品。該系列風(fēng)機在運轉(zhuǎn)中可通過調(diào)節(jié)葉輪葉片角度來調(diào)節(jié)風(fēng)機出力，調(diào)節(jié)性能良好。

該系列動葉調(diào)整式風(fēng)機(如圖1所示)的液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)包括風(fēng)機輪轂及內(nèi)部的動葉組件、伺服油缸、旋轉(zhuǎn)油封、拉叉、風(fēng)機傳動臂、伺服馬達以及液壓油站等。送風(fēng)機和一次風(fēng)機均采用動葉調(diào)節(jié)方式進行負荷調(diào)節(jié)?？砷T電廠一期2臺機組分別于2006年6月及8月正式投入運行。自2010年開始，#1，#2機組送風(fēng)機和一次風(fēng)機在運行中多次出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)故障，具體表現(xiàn)為:風(fēng)機隨機組負荷變化進行動葉調(diào)節(jié)，達到某一開度時調(diào)節(jié)臂部松脫;動葉實際無動作;風(fēng)機電動機電流無變化。該狀況直接影響了機組的正常運行和負荷調(diào)節(jié)。

2 動葉調(diào)節(jié)故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 風(fēng)機輪轂部動葉軸承損壞

故障現(xiàn)象:2010年大修期間，解體#1鍋爐送風(fēng)機和一次風(fēng)機輪轂部動葉調(diào)節(jié)組件后(如圖2所示)，用清洗劑對動葉軸承進行清洗并添加潤滑油脂。

在清洗過程中發(fā)現(xiàn)送風(fēng)機和一次風(fēng)機中均有個別動葉軸承損壞，主要表現(xiàn)為:軸承滾珠、滾道長時間運行導(dǎo)致的輕微腐蝕、剝皮、壓痕、磨損;軸承保持架長時間運行出現(xiàn)的裂紋損壞等。

原因分析:送風(fēng)機和一次風(fēng)機投產(chǎn)后長時間運行，久而久之風(fēng)機輪轂部件內(nèi)的動葉軸承可能出現(xiàn)局部磨損或銹蝕的情況。導(dǎo)致軸承在運行中損壞并造成動葉卡澀的主要原因是:一方面，輪轂未作密封處理造成密封性能差，空氣中的細小粉塵特別容易通過風(fēng)機的進氣箱直接進入輪毅內(nèi)部;另一方面，由于可門電廠地處海邊，空氣中水蒸氣含量和鹽分較大。送風(fēng)機和一次風(fēng)機都安裝在鍋爐零米層半露天位置，遇到雨水天氣時，帶鹽水蒸氣也較易通過進氣箱進入到輪轂內(nèi)部進而腐蝕風(fēng)機動葉軸承，造成軸承內(nèi)潤滑油脂硬化干涸，同時還導(dǎo)致輪轂內(nèi)其他動葉組件生銹，增加調(diào)節(jié)阻力，造成動葉卡澀。

圖2 風(fēng)機輪轂裝配圖

解決措施:更換動葉軸承并添加高級潤滑油脂。在挑選新軸承時，應(yīng)盡量選擇與損壞軸承質(zhì)量接近的軸承，以保證風(fēng)機輪轂動平衡不被破壞。

2.2 葉片銹蝕卡澀

故障現(xiàn)象:#2機組調(diào)停1周，啟機前對送風(fēng)機和一次風(fēng)機動葉進行全行程預(yù)開、關(guān)，以防止啟動后動葉調(diào)節(jié)卡澀。運行人員遠程對動葉進行開關(guān)，試驗后發(fā)現(xiàn)1臺一次風(fēng)機在啟動液壓油站進行動葉全開、全關(guān)預(yù)調(diào)節(jié)時，動葉開啟至一定開度調(diào)節(jié)臂松脫。打開一級、二級輪轂檢查孔進行檢查，發(fā)現(xiàn)動葉實際開度無變化。

原因分析:檢查液壓油站油壓正常，伺服油缸及旋轉(zhuǎn)油封無漏油。吊起風(fēng)機軸承箱上蓋檢查輪轂部及動葉組件外觀，發(fā)現(xiàn)葉片根部在輪轂外側(cè)圓凸出部分存在銹蝕及少量白色結(jié)晶體，大部分葉片根部已結(jié)垢卡死，無法旋轉(zhuǎn)。

解決措施:用鋼刷及高壓清洗劑對葉片根部與輪轂表層結(jié)垢咬死部分進行清洗，全部清除污垢后再次啟動液壓油站，全開、全關(guān)動葉正常。

2.3 旋轉(zhuǎn)油封故障

2.3.1 旋轉(zhuǎn)油封的作用

旋轉(zhuǎn)油封的作用是將高壓油、回油及潤滑油引入及引出高速旋轉(zhuǎn)的主缸體。它是由1個高速旋轉(zhuǎn)的芯軸和固定的殼體在2個滾動軸承的支撐下組成的轉(zhuǎn)閥，其加工精度很高。

2.3.2 旋轉(zhuǎn)油封芯軸磨損

故障現(xiàn)象:2010年某日，2B送風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)卡澀，分散控制系統(tǒng)(DCS)畫面同時顯示液壓油流量低報警，試著關(guān)小動葉后再開大，風(fēng)機電動機電流無變化，出力不變。

原因分析:整定液壓油站系統(tǒng)壓力正常，溢流閥無故障。進入風(fēng)筒內(nèi)部檢查伺服油缸未發(fā)現(xiàn)漏油，查旋轉(zhuǎn)油封也無漏油，但其圓周中心跳動值略偏大。查閱風(fēng)機臺賬，該送風(fēng)機自投產(chǎn)運行以來從未更換過旋轉(zhuǎn)油封，而正常使用狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)油密封壽命一般為2～3年。初步判斷是旋轉(zhuǎn)油封長期運行，致使內(nèi)部芯軸磨損超標造成油壓內(nèi)泄，使得伺服油缸油壓不足。

解決措施:更換旋轉(zhuǎn)油封，重新找正旋轉(zhuǎn)油封中心，確保徑向跳動值≤0.05 mm。

2.3.3 旋轉(zhuǎn)油封裝配錯誤

風(fēng)機檢修人員沒有詳細了解風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)各零部件構(gòu)造及原理，風(fēng)機裝復(fù)過程中未正確安裝旋轉(zhuǎn)油封，未將旋轉(zhuǎn)油封上廠家印刻的“A”符號對準液壓缸配油閥閥芯上的“A”符號，造成液壓油油路錯誤，動葉無法調(diào)節(jié)。

解決措施:正確裝配旋轉(zhuǎn)封。

2.4 伺服液壓缸故障

故障現(xiàn)象:2009年12月，2B一次風(fēng)機先后出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)緩慢及動葉調(diào)節(jié)卡澀現(xiàn)象。

原因分析:在風(fēng)機運行中，打開人孔門后進入中導(dǎo)風(fēng)筒檢查，發(fā)現(xiàn)伺服油缸處甩油嚴重。顯而易見，因為缸體密封件老化損壞造成漏油，從而導(dǎo)致伺服油缸液壓油壓力不足，使得動葉調(diào)節(jié)緩慢，伺服油缸缸體動作無法與伺服電動機同步動作。

解決措施:更換伺服油缸，找正中心(偏差≤0.05 mm)，裝復(fù)后動葉調(diào)節(jié)恢復(fù)正常。

伺服油缸一般不容易損壞，常見故障主要表現(xiàn)為缸體內(nèi)密封件或配油閥芯密封件老化損壞，造成油缸漏油泄壓。

2.5 調(diào)節(jié)拉叉故障

2.5.1 調(diào)節(jié)拉叉接頭磨損

故障現(xiàn)象:2010年某日，調(diào)節(jié)2A送風(fēng)機動葉開度時，電動機電流在一定范圍內(nèi)無變化。當(dāng)動葉開度增大至一定范圍后，電流才出現(xiàn)明顯變化。2臺送風(fēng)機電動機在電流相同的情況下，動葉開度偏差明顯比正常運行時增大。

原因分析:夜間進行低谷消缺，啟動液壓油站后重新整定壓力至7.0 MPa，打開出口門，壓力下降至4.0 MPa，液壓系統(tǒng)壓力正常。打開中導(dǎo)風(fēng)筒人孔門對動葉調(diào)整機構(gòu)內(nèi)部進行檢查，可見旋轉(zhuǎn)油封油管接頭處有輕微滲油但不至于泄油壓，屬于正?，F(xiàn)象。在對旋轉(zhuǎn)油封及傳動機構(gòu)進行檢查時，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)拉叉固定旋轉(zhuǎn)油封接頭的左右兩側(cè)通孔處有2 mm左右的磨損。依此判斷，風(fēng)機進行動葉開度調(diào)節(jié)時，傳動至拉叉處調(diào)節(jié)傳導(dǎo)動作出現(xiàn)空行程，風(fēng)機動葉開度無變化。

解決措施:更換拉叉接頭，重新鎖緊旋轉(zhuǎn)油封固定螺栓。隨后對液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)試。

2.5.2 調(diào)節(jié)拉叉固定螺栓失效

故障現(xiàn)象:2010年某日，2A一次風(fēng)機電流異常變化，與2B一次風(fēng)機相同電流情況下，2臺一次風(fēng)機開度偏差超出5%且無規(guī)則變化。對一次風(fēng)機執(zhí)行機構(gòu)外部進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

原因分析:極有可能是2A一次風(fēng)機內(nèi)部調(diào)節(jié)機構(gòu)存在故障，故停運風(fēng)機進入中導(dǎo)風(fēng)筒檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)拉叉與接頭、旋轉(zhuǎn)油封相連接的左側(cè)鎖緊螺栓失效斷裂。由于拉叉一側(cè)脫開發(fā)生偏離，執(zhí)行器執(zhí)行指令時，拉叉調(diào)節(jié)量發(fā)生偏移，故造成風(fēng)機電動機電流異常變化。

解決措施:將斷裂的調(diào)節(jié)拉叉固定螺栓處理完畢后，對內(nèi)部調(diào)節(jié)機構(gòu)各聯(lián)接處螺栓進行換新緊固，檢查無異常后啟動風(fēng)機，運行正常。

2.6 風(fēng)機調(diào)節(jié)臂組件故障

風(fēng)機調(diào)節(jié)臂組件作為風(fēng)機傳動機構(gòu)的一個組成部分，可能出現(xiàn)的故障及原因如下:

(1)調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置軸承中的油脂會隨著風(fēng)機運行時間的推移慢慢干涸，這就會增加調(diào)節(jié)動葉時所需的力矩，甚至造成軸承卡澀。同時，由于風(fēng)機調(diào)節(jié)傳動裝置的一半安裝在中導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)部，而另外一側(cè)則穿透風(fēng)筒安裝在風(fēng)機機殼外面的半露天環(huán)境中，在雷雨天氣中，雨水可能透過軸承的端蓋滲入軸承室內(nèi)，久而久之即導(dǎo)致軸承表面的潤滑油脂流失而生銹，造成軸承卡澀?？砷T電廠增壓風(fēng)機就曾出現(xiàn)過因軸承端蓋生銹損壞造成動葉調(diào)節(jié)卡澀的故障。

(2)調(diào)節(jié)臂內(nèi)2根力矩保護彈簧受海邊高鹽分水蒸氣腐蝕，長時間運行后會出現(xiàn)生銹、老化，或因疲勞而發(fā)生塑性變形、斷裂，進而造成動葉調(diào)節(jié)故障。

(3)風(fēng)機驅(qū)動調(diào)節(jié)裝置在中導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)側(cè)曲柄上的2顆緊定螺釘松動，也會造成風(fēng)機調(diào)節(jié)故障。

2.7 液壓油站出口溢流閥損壞

2.7.1 溢流閥工作原理

溢流閥是一種液壓壓力控制閥，在液壓設(shè)備中主要起著定壓溢流和安全保護的作用。系統(tǒng)正常工作時，閥門關(guān)閉，只有負載超過規(guī)定的極限(系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力)時開啟溢流，進行過載保護，使系統(tǒng)壓力不再增加。

2.7.2 溢流閥失效

故障現(xiàn)象:可門電廠軸流風(fēng)機液壓油站使用的是先導(dǎo)溢流閥YF－L10C，該液壓站溢流閥的動作壓力設(shè)定值為7.0 MPa。2010年某日，2B一次風(fēng)機出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)緩慢情況，就地檢查液壓油站發(fā)現(xiàn)液壓泵出口油壓只有1.8 MPa，切換油泵后壓力表顯示壓力不變，排除油泵故障。同時運行2臺液壓油泵時液壓油壓力也只能維持在1.8～2.0 MPa，無法達到開關(guān)動葉所需求壓力。

原因分析:停運風(fēng)機，關(guān)閉液壓油出口門，重新整定系統(tǒng)出口壓力，調(diào)整溢流閥而壓力無變化。因此，完全可以判定溢流閥存在故障，導(dǎo)致低壓力時已經(jīng)溢流泄壓，進入液壓缸的油壓不夠，造成動葉調(diào)節(jié)緩慢。

解決措施:更換溢流閥，重新整定液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。運行人員遠程全開、全關(guān)動葉正常，不再出現(xiàn)調(diào)節(jié)滯后現(xiàn)象。

2.8 一次風(fēng)機支撐軸及聯(lián)接盤螺紋聯(lián)接失效

故障現(xiàn)象:1臺一次風(fēng)機運行中突然失速，就地檢查對應(yīng)側(cè)空氣預(yù)熱器出口熱風(fēng)擋板門正常。退出失速一次風(fēng)機的自動運行狀態(tài)并降低其動葉開度，然后緩慢調(diào)至正常，并入運行。在運行過程中，在電流相同的情況下，發(fā)生失速的一次風(fēng)機動葉開度比另一臺增大15%左右。

原因分析:停運一次風(fēng)機后打開一級、二級輪轂動葉觀察孔，全開、全關(guān)動葉，發(fā)現(xiàn)一級輪轂動葉無法動作，二級輪轂動葉開關(guān)正常，懷疑一級輪轂動葉處某部件松脫或卡澀。吊開風(fēng)機上蓋檢查，一級、二級動葉正常未見損傷。拆下聯(lián)軸器，發(fā)現(xiàn)一級輪轂處支撐軸并帽脫落。隨后拉開進風(fēng)箱檢查一級輪轂處支撐軸及聯(lián)接盤情況，發(fā)現(xiàn)支撐軸、聯(lián)接盤及并帽的螺紋均有部分損壞。由此可判定，一次風(fēng)機在運行中由于載荷變化及沖擊振動，造成一級輪轂處支撐軸與聯(lián)接盤螺紋聯(lián)接失效。螺牙損傷后，一級動葉失去控制無法調(diào)節(jié)，風(fēng)機出力調(diào)節(jié)完全由二級動葉來完成，從而導(dǎo)致在電動機電流相同的情況下，2臺風(fēng)機動葉開度偏差達15%左右。

解決措施:一次風(fēng)機的支撐軸連接一級、二級輪轂內(nèi)部推盤聯(lián)接盤，在動葉的調(diào)節(jié)中起到保證兩級動葉同步開、關(guān)的關(guān)鍵作用，故更換新支撐軸、聯(lián)接盤及并帽。更換后風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)正常。

2.9 液壓油油質(zhì)不合格

液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的介質(zhì)是液壓油，液壓油的清潔度十分重要，它會直接影響液壓系統(tǒng)的正常工作。在風(fēng)機第1次試運行后，應(yīng)將液壓油重新過濾一次并清洗過濾器或更換油濾網(wǎng)。正常運轉(zhuǎn)后，液壓油應(yīng)每12個月更換1次。

故障現(xiàn)象:若液壓油清潔度達不到使用要求，首先反映出來的是液壓油站過濾器堵塞，使得濾網(wǎng)差壓高報警。如果污物通過液壓油路進入到液壓缸缸體內(nèi)部造成配油閥或缸體油路堵塞，那么因回油內(nèi)阻過大將造成伺服油缸對外承載力降低，表現(xiàn)為油壓表指示值很高而伺服油缸卻拉不動葉片;甚至還有可能導(dǎo)致缸體將旋轉(zhuǎn)油封中的閥芯從閥體中拉脫，造成風(fēng)機停運事故。

原因分析:造成液壓油惡化的原因有以下幾點:

(1)液壓油系統(tǒng)回路中液壓油金屬軟管接頭管螺紋部分的油密封劑;檢修時清潔油路時殘留的細小破布等。

(2)通口液壓油站注油口、排氣口、油箱側(cè)蓋等部位混入的粉塵以及空氣中所含的水蒸氣等。

(3)液壓系統(tǒng)回路運行中產(chǎn)生的雜質(zhì)，如油泵、伺服油缸、橡膠密封件等老化磨損產(chǎn)生的細屑或粉屑。

解決措施:定期取油樣化驗并濾油，當(dāng)油質(zhì)無法滿足運行需要時更換新液壓油。

3 預(yù)防動葉調(diào)節(jié)故障需采取的措施

(1)每次檢修時均應(yīng)清洗并更換葉片推力軸承潤滑脂，16000 h內(nèi)必須更換1次。

(2)在遇到機組調(diào)停，風(fēng)機停運時間較長時，應(yīng)該每周定期聯(lián)系運行人員對動葉進行全行程開、關(guān)動作。

(3)正確裝配旋轉(zhuǎn)油封。旋轉(zhuǎn)油封使用期限一般為2～3年，服役期滿時應(yīng)及時更換。凡遇機組調(diào)停時，應(yīng)進入風(fēng)機內(nèi)部檢查旋轉(zhuǎn)油封油管接頭及油管是否存在漏油泄壓。

(4)可門電廠一期風(fēng)機使用的是晉中航天液壓制造有限公司生產(chǎn)的伺服油缸，該伺服油缸設(shè)計壽命為3～4年，故應(yīng)盡量避免油缸超期服役運行。需作好檢修計劃，在大、小修周期中更換新的油缸，并將拆卸下來的舊油缸返回生產(chǎn)廠家進行修復(fù)，以節(jié)約生產(chǎn)成本。

(5)伺服油缸配油閥使用的密封圈容易老化磨損，在每個檢修周期中應(yīng)進行更換，以防止運行中漏油。

(6)每次檢修均應(yīng)認真檢查調(diào)節(jié)拉叉及拉叉接頭磨損情況，檢查并及時更換合格的拉叉固定螺栓。

(7)每次檢修應(yīng)解體檢查風(fēng)機調(diào)節(jié)傳動機構(gòu)刻度盤側(cè)及重錘側(cè)的滾動軸承是否損壞，并添加潤滑油脂;檢查調(diào)節(jié)臂內(nèi)2根力矩保護彈簧是否老化失效;檢查曲柄上2顆緊定螺釘是否松動。

(8)因為液壓系統(tǒng)液壓油的黏度會隨周邊環(huán)境溫度變化而變化，造成液壓油泵出口壓力值發(fā)生相應(yīng)變化，故每次風(fēng)機啟動前應(yīng)檢查溢流閥能否正常工作并將系統(tǒng)壓力重新整定至7.0 MPa。

(9)每個檢修周期均應(yīng)認真檢查風(fēng)機支撐軸與兩側(cè)推盤聯(lián)接盤的螺紋聯(lián)接情況，防止因螺紋聯(lián)接失效造成風(fēng)機動葉失調(diào)。

(10)定期對風(fēng)機液壓油站取油樣并送化學(xué)專業(yè)人員處進行油品化驗，看油品顆粒含量及水分含量是否超標。若超標則用真空濾油機對風(fēng)機液壓油站進行濾油，直至取樣合格。在機組檢修期間，應(yīng)及時對液壓油進行換新。

4 結(jié)束語

可門電廠#1，#2鍋爐送風(fēng)機和一次風(fēng)機自2006年投產(chǎn)以來均運行良好，直至2010年受部分設(shè)備零部件長時間運行老化影響，多臺送風(fēng)機、一次風(fēng)機均發(fā)生動葉調(diào)節(jié)故障。在隨后的2011年初機組中修期間，針對鍋爐風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)故障頻發(fā)問題，將各臺風(fēng)機進行了全面解體檢修。對可能導(dǎo)致動葉調(diào)節(jié)故障的每個環(huán)節(jié)都進行了詳細排查，對所有老化的零部件進行了換新，確保了檢修質(zhì)量。檢修完成后，風(fēng)機運行至今未再出現(xiàn)過動葉調(diào)節(jié)故障。

［1］郭立君.泵與風(fēng)機［M］.北京:水利電力出版社，1986.

［2］尹立新.鍋爐設(shè)備檢修［M］.北京:中國電力出版社，2005.