賈孝峰

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)電廠，山西靈石030314）

引言

火力發(fā)電廠鍋爐高壓頭引風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及所處工作環(huán)境較復(fù)雜，故障發(fā)生率較高，其中引風(fēng)機(jī)振動(dòng)較為常見(jiàn)，若不及時(shí)排除則會(huì)引起嚴(yán)重事故[1]，因此，電廠應(yīng)提高認(rèn)識(shí)，重視引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障研究工作，做好引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)檢查及運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)，積極采取有效措施，及時(shí)排除振動(dòng)故障。

1 電廠引風(fēng)機(jī)振動(dòng)特征

為更好的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，某電廠對(duì)原有發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造，拆除原增加風(fēng)機(jī)，使用HU25011-22G雙級(jí)軸流動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)替換，改造后風(fēng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，如表1所示：

表1 改造后風(fēng)機(jī)各參數(shù)

分析發(fā)現(xiàn)，鍋爐高壓頭引風(fēng)機(jī)安裝時(shí)還存在一些不足，一方面，過(guò)密封間隙不符合要求，在廠家技術(shù)人員指導(dǎo)下，實(shí)施輕微打磨后安裝。另一方面，出現(xiàn)漏油情況，在運(yùn)行前更換新液壓頭。

引風(fēng)機(jī)運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，3A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)較嚴(yán)重，3B引風(fēng)機(jī)振動(dòng)不明顯，以冷態(tài)啟動(dòng)，3A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)最大達(dá)到1.69 mm/s。鍋爐帶負(fù)荷后，3A引風(fēng)機(jī)垂直、水平振動(dòng)分別為4.12 mm/s、4.05 mm/s。超過(guò)設(shè)定值。研究發(fā)現(xiàn)，煙氣溫度提高，振動(dòng)更為嚴(yán)重，技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行初步分析，認(rèn)為可能由芯筒和殼體、芯筒和軸承箱支撐強(qiáng)度不足或煙道布置不科學(xué)導(dǎo)致，于是使用筋板進(jìn)行加固，提高支撐強(qiáng)度。

振動(dòng)分析專(zhuān)家應(yīng)用專(zhuān)業(yè)儀器，對(duì)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)有所緩解，振動(dòng)值降低至3.98 mm/s。運(yùn)行兩個(gè)月后，振動(dòng)值超過(guò)4.0 mm/s，最大為5.0 mm/s。與風(fēng)機(jī)相距400 mm觀察振動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)第一級(jí)動(dòng)葉位置有規(guī)律的金屬剮蹭聲音，第二級(jí)動(dòng)葉附近沒(méi)有異常響動(dòng)；整體上看風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，煙道雖有振動(dòng)，但未超出正常范圍；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)情況稍大于正常情況；風(fēng)機(jī)油站工作溫度較高，于是使用風(fēng)扇幫助散熱。3B引風(fēng)機(jī)平時(shí)振動(dòng)不大，但當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，振動(dòng)變大至4 mm/s，引起報(bào)警，振動(dòng)較大時(shí)間持續(xù)較短。

針對(duì)引風(fēng)機(jī)發(fā)生的振動(dòng)情況，電廠組織技術(shù)人員對(duì)風(fēng)機(jī)的配重進(jìn)行調(diào)整：增加電機(jī)和風(fēng)機(jī)空心軸連接螺栓配重，配重重量在1 kg左右。觀察發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題并沒(méi)有明顯改善，運(yùn)行期間3A引風(fēng)機(jī)垂直和水平振動(dòng)最大值達(dá)到6.3 mm/s、3.3 mm/s，振動(dòng)較為嚴(yán)重，給風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行造成較大威脅。對(duì)比電廠其他鍋爐同型號(hào)引風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中并未出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)大現(xiàn)象。

2 引風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因

2.1 葉輪不平衡

葉輪不平衡引起振動(dòng)的情況分為葉輪有質(zhì)量缺陷或運(yùn)行中出現(xiàn)結(jié)垢、磨損情況；葉輪安裝時(shí)質(zhì)量不過(guò)關(guān)兩種[2]。

通過(guò)分析引風(fēng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)得知，風(fēng)機(jī)投入時(shí)間較短僅為半年，出現(xiàn)結(jié)垢、磨損機(jī)率較低。但葉輪質(zhì)量缺陷、安裝缺陷不能排除，因此，要求技術(shù)人員在停機(jī)后，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行全面檢修，核對(duì)葉輪尺寸參數(shù)，發(fā)現(xiàn)尺寸、動(dòng)葉曲線存在異常時(shí)，及時(shí)更換滿(mǎn)足要求部件，整改組合尺寸、器件安裝等。另外，靜態(tài)調(diào)試作業(yè)時(shí)，應(yīng)保證同一級(jí)動(dòng)葉角度相一致。

2.2 煙風(fēng)道振動(dòng)

煙風(fēng)道氣流引起的壓力擾動(dòng)和脈動(dòng)會(huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)振動(dòng)。另外，煙道支架不牢固或破損、煙風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等，也會(huì)引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)，因此，技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)煙風(fēng)道系統(tǒng)氣流情況。檢查煙道固定支架是否存在卡澀、滑動(dòng)、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題。

從引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，引風(fēng)機(jī)的煙道振動(dòng)較小，振動(dòng)未超過(guò)正常范圍，都無(wú)法引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)，因此，煙風(fēng)道引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)可以排除。

2.3 響動(dòng)及摩擦

響動(dòng)及摩擦也會(huì)引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)，包括動(dòng)靜摩擦、聯(lián)軸器異常、滾動(dòng)軸承表面損壞、軸承裝配不良等。

結(jié)合引風(fēng)機(jī)的振動(dòng)表現(xiàn)應(yīng)在停機(jī)狀態(tài)下，全面檢查引風(fēng)機(jī)的聯(lián)軸器、軸承安裝參數(shù)。一方面，檢查與分析軸承游隙是否在正常范圍，發(fā)現(xiàn)異常聯(lián)系廠家重新裝配。同時(shí)，將風(fēng)機(jī)軸承磨損情況作為重要內(nèi)容加以檢查，如軸承失效、磨損，如磨損嚴(yán)重，應(yīng)認(rèn)真檢查潤(rùn)滑油站是否正常運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。如潤(rùn)滑油站運(yùn)行正常，應(yīng)檢查軸承座清潔度以及原件材質(zhì)是否符合要求。另一方面，檢查動(dòng)靜摩擦情況，如確定為動(dòng)靜摩擦導(dǎo)致的引風(fēng)機(jī)振動(dòng)，應(yīng)評(píng)估磨損嚴(yán)重程度，及時(shí)處理摩擦位置。另外，校對(duì)聯(lián)軸器安裝尺寸，確保其處于正常范圍。

2.4 轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)頻率與固有振動(dòng)頻率相接近

轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)頻率接近引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子固有振動(dòng)頻率，使得引風(fēng)機(jī)在共振作用下發(fā)生振動(dòng)，因此，應(yīng)檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率與引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子固有頻率，避免兩者接近或相同。通過(guò)對(duì)該振動(dòng)風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行后的參數(shù)進(jìn)行分析，得知風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速相差較大，可以排除臨界轉(zhuǎn)速造成的引風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素進(jìn)行分析，對(duì)比引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)振幅并不大，而振速較大，該類(lèi)問(wèn)題多由氣流擾動(dòng)引起。同時(shí)，檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn)了高頻22倍頻，而引風(fēng)機(jī)葉片剛好22片，該現(xiàn)象同樣為氣流原因引起。分析引風(fēng)機(jī)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)聲音，振動(dòng)由支撐強(qiáng)度不足引發(fā)的可能性較大。

3 引風(fēng)機(jī)振動(dòng)優(yōu)化措施

通過(guò)分析引風(fēng)機(jī)振動(dòng)表現(xiàn)以及可能引起振動(dòng)的原因，歸納以下優(yōu)化措施：首先，認(rèn)真檢查引風(fēng)機(jī)支撐強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)薄弱位置時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行加固，保證引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性[3]。其次，認(rèn)真檢查兩級(jí)葉片角度是否同步，發(fā)現(xiàn)葉片角度異常時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。最后，考慮到3A引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常響動(dòng)，檢查動(dòng)靜摩擦位置。3B引風(fēng)機(jī)有金屬振動(dòng)聲響，該種情況可能因軸承箱或動(dòng)葉安裝問(wèn)題引起。

4 優(yōu)化效果

技術(shù)人員對(duì)引風(fēng)機(jī)支撐強(qiáng)度做加固處理后，微調(diào)部分兩級(jí)葉片，使所有葉片角度均保持一致。同時(shí)，認(rèn)真處理動(dòng)靜摩擦位置。引風(fēng)機(jī)再次運(yùn)行后，振動(dòng)過(guò)大問(wèn)題消失，振動(dòng)在允許范圍內(nèi)[4]。

5 結(jié)論

1）火力發(fā)電廠鍋爐高壓引風(fēng)機(jī)振動(dòng)是否在合理范圍內(nèi)，關(guān)系著火力發(fā)電廠生產(chǎn)工作的安全性，因此，電廠應(yīng)提高引風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，做好引風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因研究，及時(shí)排除引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的不良因素。

2）引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素較為復(fù)雜，包括葉片不平衡、煙風(fēng)道固定不牢固、動(dòng)靜摩擦及聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承異常、轉(zhuǎn)子頻率等都可能引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)。為及時(shí)排除振動(dòng)故障，應(yīng)做好引風(fēng)機(jī)相關(guān)位置檢查，分析引起振動(dòng)的原因，逐一排除異常。

[1]殷立明.火力發(fā)電廠鍋爐安裝工藝與技術(shù)措施研究[J].低碳世界，2017（1）：54-55.

[2]于曉濤.火力發(fā)電廠350MW機(jī)組引風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，2016.

[3]崔國(guó)智，王剛.火力發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行優(yōu)化策略分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（6）：199.

[4]曹勝利.十里泉發(fā)電廠6號(hào)鍋爐高壓省煤器改造方案研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.