喬金龍
(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司,山西晉城048102)
ANN2800-1600B型動葉可調(diào)軸流引風(fēng)機故障處理
喬金龍
(大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司,山西晉城048102)
ANN2800-1600B型動葉可調(diào)軸流引風(fēng)機在運行過程中引風(fēng)機輪轂進灰引起風(fēng)機振動大的典型故障情況,從設(shè)備結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)特點上剖析了故障產(chǎn)生的原因、處理方案和防范措施。
軸流式風(fēng)機;振動;頻譜分析;故障處理
某廠總裝機容量6×350 MW,發(fā)電機組系引進德國西門子汽輪發(fā)電機組,鍋爐為美國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。每臺爐配有兩臺丹麥HOWDEN VARIAX公司生產(chǎn)的ANN2800-1600B型動葉可調(diào)軸流引風(fēng)機,轉(zhuǎn)速995 r/min,采用電動、定速,50%容量,引風(fēng)機布置在鍋爐電除塵器下游。
1.1 輪轂進灰引起風(fēng)機振動大
1.1.1 故障情況
2013年2月25日啟機過程中,由于A側(cè)煙氣調(diào)節(jié)擋板顯示錯誤,運行人員在調(diào)節(jié)擋板過程中2A引風(fēng)機振動突然上升,DCS4.7~5.8 mm/s波動,最大達6.5 mm/s,發(fā)振動大報警,而之前振動能維持在2.2 mm/s左右。對2#爐2A引風(fēng)機的葉輪外殼進行了振動頻譜測量,頻譜顯示見圖1,2A引風(fēng)機工頻4.48 mm/s,流體頻率振動為1.55 mm/s,畫面5.2 mm/s;根據(jù)振動頻譜可判定為葉輪動平衡為振動大的主要原因。對引風(fēng)機輪轂解體,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3 kg,粘結(jié)在輪轂內(nèi)壁上的積灰脫落造成風(fēng)機轉(zhuǎn)子不平衡的主要原因。
圖1 振動頻譜顯示
圖2 輪轂內(nèi)側(cè)壁積灰
1.1.2 輪轂進灰原因分析
正常運行時,密封風(fēng)作用主要是將引風(fēng)機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入輪轂,當(dāng)密封效果差時,飛灰從輪轂與中心筒之間的動靜間隙處進入中心筒,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)與進入中心筒的煙氣一塊進入輪轂密封室,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)機輪轂密封效果差進灰的原因如下。
(1)密封風(fēng)風(fēng)機出力低;密封風(fēng)機出力低的原因有:密封風(fēng)機設(shè)計出力低;工作環(huán)境差,揚塵較多,濾網(wǎng)頻繁堵塞,密封風(fēng)機出力降低。
(2)中心筒與輪轂動靜間隙較大,經(jīng)檢查2#爐2A引風(fēng)機中心筒與輪轂動靜間隙平均都在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)致煙氣進入輪轂極易發(fā)生酸露點,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)機振動大
1.2.1 故障情況
在引風(fēng)機處理過程中經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),引風(fēng)機入口伸縮節(jié)積灰嚴(yán)重,無膨脹余量,出口擴壓段歪斜,設(shè)備膨脹受限,在運行過程中風(fēng)機畫面振動值隨環(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5.2 mm/s,振動影響值約為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)計余量為50 mm,實際測量為14~33 mm,但設(shè)備內(nèi)部積灰嚴(yán)重,入口煙道與風(fēng)機風(fēng)箱無膨脹余量。
(2)出口煙道因素。脫硫改造前,引風(fēng)機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個支腳都是活動腳,其中西北角對該部分進行南北限位,東南腳對該煙道進行東西限位,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。以新煙道為固定點向風(fēng)機膨脹,原限位對設(shè)備膨脹影響較大,目前2#爐2A引風(fēng)機擋板部分風(fēng)道由于限位不正常導(dǎo)致擴散筒出口煙道偏斜,出口煙道膨脹與擴散筒膨脹不在一條直線上,導(dǎo)致煙道無膨脹余量。
(3)擴散筒因素。引風(fēng)機葉輪外殼與入口集流器法蘭連接,并有定位銷定位,出口與擴散筒法蘭連接,當(dāng)擴散筒法蘭與葉輪外殼存在張口,風(fēng)機受熱膨脹后容易導(dǎo)致擴散筒部分腳懸空,擴散筒部分地腳懸空在流體擾動下發(fā)生振動,最終影響引風(fēng)機本身的振動。此次檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機擴散筒上張口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)機振動大主要由流體擾動因素和動平衡因素引起,根據(jù)頻譜分析儀得知,在畫面5.2 mm/s時,動平衡影響振動值約4.48 mm/s,系統(tǒng)膨脹影響的振動值為1.55 mm/s。動平衡是風(fēng)機振動大的主要因素,其他因素容易對風(fēng)機振動放大,因此清理輪轂積灰及伸縮節(jié)積灰后,振動頻譜顯示見圖5,工頻0.519 mm/s,流體頻率振動為0.458 mm/s,畫面0.7 mm/s。
圖5 振動頻譜顯示
(1)采取措施提高密封風(fēng)機出力,必要時更換密封風(fēng)機。
(2)保證風(fēng)機中心筒人孔門密封嚴(yán)密,提高密封風(fēng)正壓。
(3)及時更換風(fēng)葉片的動靜密封,減小葉片根部負(fù)壓對密封室的影響。
(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)定時清理輪轂內(nèi)部積灰,發(fā)現(xiàn)進灰跡象,應(yīng)及時清理。
(6)合理調(diào)整風(fēng)機出入口伸縮節(jié)各方向的膨脹余量。
(7)保證擴散筒與葉輪外殼的同心度。
(8)完善風(fēng)機及煙道保溫,減少環(huán)境的影響。
(9)采取多種手段對風(fēng)機振動進行測量及分析,及時掌握風(fēng)機運行狀況。
大型軸流引風(fēng)機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)分析和動平衡等問題,經(jīng)過不懈的分析探討會積累更多有意義、有價值的信息與經(jīng)驗。
[1]張振松,傅新.旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)測及故障診斷[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991.
[2]張思.振動測試與分析技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1994.
[3]陳江,沙德生.火電廠設(shè)備精密點檢及故障診斷案例分析[M].北京:中國電力出版社,2010.
〔編輯 凌瑞〕
TM621
B
10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.13