張代新，陳宜振，尹民權

(1.安徽華電宿州發(fā)電有限公司a.廠辦公室;b.人事部，安徽宿州234101;2.華電國際山東鄒縣發(fā)電廠生產(chǎn)技術部，山東鄒縣273522)

華電國際某發(fā)電廠三期工程2 ×600 MW 機組5#爐于1997 年1 月17 日投產(chǎn)，該鍋爐是美國Foster Wheeler 公司生產(chǎn)的亞臨界中間再熱自然循環(huán)單汽包2 020 t/h 燃煤鍋爐.鍋爐吸風(煙氣)系統(tǒng)設計了2 臺50%容量的動葉片角度可調節(jié)的軸流式吸風機，MCR工況的煙氣流量1 389 000 kg/h，介質溫度132 ℃.鍋爐設計有2 臺靜電除塵器，為使除塵器前后的煙氣壓力平衡，使進入除塵器的煙氣分配均勻，在2 臺除塵器進口煙道處設有聯(lián)絡管道，不設聯(lián)絡擋板，在2 臺除塵器進口與出口的4 條煙道上均設計有百葉窗式煙氣擋板.為防止煙氣倒流入吸風機，在吸風機出口煙道上處安裝有嚴密的閘板式關斷門.

1 存在問題

在2012 年3 月份5#機組小修后，23 日A 吸風機運行正常. 3 月24 日，5#爐A 吸風機入口動葉開度33%，A 吸風機振動高報警發(fā)出，DCS 顯示振動值:固定端軸承4.4 mm/s、推力軸承4.6 mm/s、浮動端軸承7.83 mm/s(報警值5.8 mm/s);就地測量A 吸風機軸承振動:⊥10 μm、⊙8 μm、－11 μm，開始出現(xiàn)第一次突振，之后該風機的突振變得頻繁. 針對5#爐A 吸風機出現(xiàn)的突振現(xiàn)象，必須進行全面的、全過程的、系統(tǒng)的剖析.

1.1 吸風機振動突變報警

5#爐A 吸風機的振動是在吸風機正常運行中，風機突然出現(xiàn)振動，而且振動值很高，明顯超過報警值.早期一般都是突振后立刻恢復正常，自3 月26 日開始，出現(xiàn)突振后會使振動頻率持續(xù)一定的時間，2012年3、4 月份共突振24 次，有9 次出現(xiàn)持續(xù)振動(見圖1)，并且持續(xù)的時間和次數(shù)開始有逐漸延長和增加的趨勢.

圖1 5#爐A 吸風機振動持續(xù)時間

1.2 5#爐A 吸風機往年振動情況

按照全過程跟蹤剖析診斷的理念，經(jīng)過查找分析，發(fā)現(xiàn)該吸風機早在2011 年4 月份就出現(xiàn)吸風機轉子突振的現(xiàn)象:4 月30 日，5#機組負荷360 MW，A 吸風機電流124 A，動調開度45%，A 吸風機固定端軸承振動由3.32 mm/s 突升至13.4 mm/s 后迅速返回3.3 mm/s，就地檢查A 吸風機運行正常，測量非驅動端振動4.0 mm/s.5 月28 日關停吸風機，對探頭進行檢查，同時進行了轉子檢查未發(fā)現(xiàn)異常.2011 年第二季度曾發(fā)生突振9 次:4 月份1 次，5 月份6 次，6 月份2 次.

1.3 2012 年吸風機振動的特點

針對5#爐A 吸風機2011 年存在的問題，雖于2012 年3 月份的小修中更換了吸風機轉子，但自今年出現(xiàn)第一次突振開始，隨后A 吸風機突振情況就不間斷地出現(xiàn)，其過程與上一年的基本相同.從圖2 中的曲線可以看出5#爐A、B 吸風機4 月1 日至5 月1 日的振動情況. 至5 月份A 吸風機突振次數(shù)變得更加頻繁，最頻繁時1 天出現(xiàn)3 ～4 次. 突振從原來的幾天1次，發(fā)展到現(xiàn)在的1 天數(shù)次，且振動會持續(xù)很長時間.5月份截至28 日52 次突振中有42 次持續(xù)振動，且多次振動持續(xù)時間在20 min 以上，最長時間達105 min.這樣持續(xù)下去會損壞軸承及轉子內(nèi)部部件，嚴重時會造成主軸彎曲，還會導致風機振動值偏高，甚至出現(xiàn)葉片斷裂脫落或飛車事件.

圖2 5#爐A、B 吸風機4 月1 日至5 月1 日振動曲線

1.4 B 吸風機出現(xiàn)振動

以往5#爐B 吸風機從未出現(xiàn)過突振又瞬間恢復正常的現(xiàn)象，自從2012 年3 月份，5#爐B 吸風機也開始出現(xiàn)突振的異常狀況. 3 月31 日，5#機負荷540 MW，B 吸風機電流191 A、入口動葉開度66.1%，風機推力軸承振動5.8 mm/s 報警(原高負荷時約5.6 mm/s)，就地檢查無異常.4 月3 日專門對5#爐B 吸風機浮動端、推力端及固定端軸承振動測點進行了檢查，檢查探頭延伸線連接正確，前置器工作正常，接線緊固無松動.但是4 月4 日至4 月9 日相繼又出現(xiàn)8 次突振情況(見表1).可以看出，5#爐B 吸風機的振動在不同負荷時段的振動情況，高負荷時振動值偏高.

1.5 一次風機出現(xiàn)振動

在5#爐A、B 吸風機突振沒有解決之前，5#爐的A、B 一次風機出現(xiàn)了類似的突振現(xiàn)象(見表2). 進入2012 年4 月份，5#爐的2 臺一次風機也開始出現(xiàn)突振增大超過報警值，隨即恢復正常的異常狀況. 其中A一次風機1 次，B 一次風機5 次.為此在4 月29 日，關停5#爐B 一次風機吊開上蓋清理導葉、機殼內(nèi)部、入口消音器等處積灰，檢查油系統(tǒng)油管路無泄漏，葉片無漂移，未發(fā)現(xiàn)異物，緊固各處活節(jié)、螺栓，啟動正常.

表1 2012 年4 月份5#爐B 吸風機突振超標次數(shù)統(tǒng)計表

2 原因分析

1)針對5#爐A 吸風機的異常狀況，進行了多次檢查和動平衡工作，還分別于3 月31 日和4 月8 日2 次專門聘請風機制造廠家和專業(yè)廠家以及電科院的專家來共同診斷，結果還是沒有解決.從吸風機振動的幾個方向來剖析:5#爐吸風機為內(nèi)置式軸承箱，共有3 個測點:固定端軸承振子顯示振動為水平方向，也就是驅動端水平方向振動測點YBA150A;推力軸承振子顯示振動為軸向的，就是驅動端軸向振動測點YBA150C;浮動端軸承振子顯示振動測點YBA150B 為水平方向，就是非驅動端水平方向.5#爐A 吸風機每次突振都是風機浮動軸承，一般固定軸承振動及推力軸承振動無明顯變化，偶爾發(fā)生風機推力軸承振動.5#爐B 吸風機每次突振都是風機的推力端軸承，固定端和浮動端軸承振動變化不大，就地檢查B 吸風機無異常.

表2 2012 年4 月份5#爐A、B 一次風機突振超標情況統(tǒng)計表

2)發(fā)現(xiàn)無論是水平方向還是軸向振動都存在突振現(xiàn)象，無論是驅動端還是非驅動端都有突振大超標報警的問題.從風機各個方向的振動顯示，振動的特征均不屬于機械方面或不平衡引起的，而顯示出的征兆屬于整臺風機在抖動，也就是轉子同機殼同時在晃動的現(xiàn)象.

3)一般來講吸風機振動，一是風機自身引起，另一個原因就是系統(tǒng)風量變化引起.跟蹤5#爐各風機出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，從A 吸風機發(fā)展到B 吸風機，最后擴展到一次風機.從2012 年3 月份A 吸風機開始突振到5 月28 日突振達到74 次.根據(jù)5#爐A 吸風機頻繁出現(xiàn)突振，又瞬間恢復的情況，應該排除吸風機機械部分引起的可能性，不論是葉片飄移還是軸承等引起的故障，振動都將會持續(xù)和發(fā)展.因此應該從系統(tǒng)上查找原因.

4)吸風機入口煙道設計有煙氣擋板，每臺吸風機入口對應一側電除塵的2 條煙道，每條煙道上設計有百葉窗式擋板，每組擋板由10 片組成. 檢查后發(fā)現(xiàn)，4條煙道的下組擋板全部從連桿上脫開. 因此導致吸風機入口的煙道積灰嚴重，積灰從解除的擋板處開始堆積延伸，積灰最厚處接近1 m.從吸風機入口煙道積灰的情況來看，B 側入口煙道積灰比較嚴重，吸風機入口煙道積灰使得氣體流通截面狹小，嚴重影響氣流的正常流動.A 側吸風機入口煙道積灰較輕，對煙道的通流面積影響小，也就出現(xiàn)了A 吸風機的負荷量大于B 吸風機的現(xiàn)象.

5)吸風機出口煙道設計安裝有一垂直升降的插板式關斷門，在插板門兩邊設計有滑動導軌，為了防止插板門導軌積灰，插板門的導軌中設計有吹掃風，由于運行多年，現(xiàn)在吹掃風的風機也已不能運行(電機的電纜等也都已經(jīng)丟失)，所以插板門的軌道積灰以及傳動機構損壞等導致出口煙道插板門不能完全開啟.在正常運行中從外側看還有半m 多未開啟，從煙道內(nèi)側看還差近一m 未開啟，因此吸風機出口節(jié)流現(xiàn)象.因為插板門阻擋氣流，嚴重的影響了吸風機的出力.

6)在每臺電除塵器入口對應一側預熱器的2 條煙道上設計有百葉窗式擋板，為使除塵器前后的煙氣壓力平衡，使進入除塵器的煙氣分配均勻，在2 臺除塵器進口煙道處設有聯(lián)絡煙道，但未設聯(lián)絡擋板，結果聯(lián)絡煙道內(nèi)積灰嚴重，煙道接近堵死，還發(fā)現(xiàn)電除塵入口4 條煙道的4 組擋板在煙氣灰塵的沖刷下全部存在嚴重的磨損(見圖3 ～6).因電除塵入口的4 組煙道擋板沖蝕嚴重，多數(shù)擋板吹蝕破損，有的門軸已經(jīng)斷開，使得各組百葉窗擋板處在失控自由狀態(tài)，當煙氣氣流瞬間變化時，部分百葉窗擋板就會在氣流的沖擊下呈現(xiàn)突然關閉后又突然開啟，瞬時阻斷的氣流便會引起整個煙氣系統(tǒng)動蕩波動，也就出現(xiàn)風機瞬時處在失速的狀況，導致吸風機振動突變.百葉窗擋板在氣流的沖擊下出現(xiàn)頻繁突然關閉后又突然開啟且持續(xù)交變，引起整個煙氣系統(tǒng)的氣流動蕩，使吸風機出現(xiàn)的持續(xù)突振.

圖3 電除塵入口1#煙道煙道擋板磨損情況

圖4 電除塵入口2#煙道煙道擋板磨損情況

圖5 電除塵入口3#煙道煙道擋板磨損情況

圖6 電除塵入口4#煙道煙道擋板磨損情況

3 結束語

鑒于出現(xiàn)的上述問題，雖然對吸風機出、入口擋板進行了處理并更換了A 吸風機轉子，但是沒有從根本上解決問題.應從強化設備管理入手，在購買煙氣擋板時嚴格掌控制作工藝質量，提高其耐磨程度.提升消缺質量，及時修復損壞的百葉窗. 徹底清除系統(tǒng)內(nèi)積灰，消除系統(tǒng)漏風.高速旋轉的轉動設備突振超標，長期頻繁的發(fā)生，會導致設備損壞，在抓好日常維護消缺的同時，利用停爐機會，將煙道內(nèi)部擋板全部拆除，將來等大、小修時安裝新的擋板.

［1］尹民權. 鍋爐引風機出力不足原因分析［J］. 發(fā)電設備，2007(3):203－205.

［2］尹 君.超超臨界鍋爐四大風機應用探討［J］.沈陽工程學院學報:自然科學版，2009(3):214－218.

［3］陸志厚，楊南府.解決200 MW 鍋爐吸風機積灰振問題途徑的探討［J］.四川電力技術，1992(5).