動葉可調一次風機振動及解決方法

王登香

（大唐淮南洛河發電廠，安徽 淮南 232008）

1 概述

大唐淮南洛河發電廠三期工程2×630 MW機組于2007年底雙投，轉入商業運行。鍋爐由上海鍋爐廠生產，型號為SG-1918/25.4-M968，為超臨界參數變壓運行螺旋管圈直流爐。鍋爐采用單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式，平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構、П型露天布置。鍋爐一次風系統設計2臺50 %額定容量的動葉可調軸流式風機，2臺一次風機出口為母管制。一次風機為PAF19-13.3-2型，由上海鼓風機有限公司生產，具體參數如表1所示。一次風機作用為：一次風機出口分為2路，一路經空氣預熱器供熱風給磨煤機作干燥劑，并將磨制好的煤粉輸送至爐膛；另一路提供壓力冷風至磨煤機入口作調節風，以控制磨煤機出口溫度，同時還作為磨煤機和給煤機的密封風，防止煤粉外漏。此外，在預熱器一次風入口還要引出少量風作預熱器上軸承的空氣密封。

表1 一次風機及電機參數

2 存在問題

三期工程2臺機組從投產以來，B一次風機始終存在振動大的問題。2008年5月，6號機因6 B一次風機振動過大威脅機組安全運行而返廠維修。維修后運行一段時間，又再次出現振動大的現象。

5號機的5B一次風機振動情況略好于6號機，但也存在振動過大的問題，振動頻率始終在3～5 mm/s附近，最高達8 mm/s。

機組負荷較低時，當運行磨煤機臺數較少及一次風機動葉開度較小時，B一次風機振動較明顯。

2.1 一次風機振動分析

引起一次風機振動的確良主要原因如下：

(1) 地腳螺絲松動或基礎損壞；

(2) 軸承損壞，軸彎曲、軸磨損；

(3) 葉輪磨損嚴重，平衡破壞，聯軸器松動或中心偏差大；

(4) 葉片損壞或葉片與外殼碰磨；

(5) 風機調整不當，造成失速喘振，或并列運行風機出力嚴重不平衡發生搶風；

(6) 電機振動大。

通過檢查與分析，確定造成5B，6B一次風機振動的不是上述原因，而是設備自身與系統的原因。由于鍋爐的2臺一次風機并列布置，出口通過母管連接，在正常運行時，2臺一次風機出口壓力基本一致；在磨煤機全部運行時，2臺一次風機的流量也基本一致。但由于負荷的原因，鍋爐6臺磨煤機不可能同時全部運行，特別是在夜間低負荷時，E，F磨煤機停運時，B一次風機的振動有明顯增大跡象。制粉系統的6臺磨煤機從東向西依次按B，A，C，E，F，D布置，也就是說A一次風機出口離A，B，C 3臺磨煤機較近，B一次風機出口離D，E，F 3臺磨煤機較近。在機組負荷較低停運E、F磨煤機時，由于2臺一次風機出口壓力相同，但風機出口阻力不同，造成B一次風機出口阻力增加，發生振動。

2.2 動葉可調軸流式一次風機結構

一次風機由2級葉輪及進口消音器、進口膨脹節、進氣箱以及連接管道、機殼、轉子、擴壓器、聯軸器及其保護罩、液壓調節裝置及執行機構、液壓及潤滑供油裝置和測量儀表、失速探針、風機出口膨脹節、進出口配對法蘭等部件組成。動葉片通過伺服器、調節器和液壓缸實現調節。動葉片在運行時通過液壓調節機構可以改變葉片的安裝角并保持在一定位置上。液壓缸的軸線上鉆有5個孔，中心孔用于安裝位置反饋桿。此反饋桿一端固定于缸體上，另一端通過軸承與反饋齒條連接，反饋齒條做軸向往返移動。反饋齒條帶動輸出軸，輸出軸則與一傳遞桿彈性連接在機殼上，顯示出葉片角度的大小，同時又可轉換成電信號引到控制室作為葉片角度的開度指示。另一方面，反饋齒條又帶動傳動控制滑閥齒條的齒輪，使控制滑閥復位。

2.3 一次風機振動原因

通過對一次風機的結構進行分析發現，在其出口阻力增大的情況下，為了滿足系統壓力的需要，B一次風機的2級葉片所受的力要遠遠大于A一次風機葉片所受的力。在長時間運行的情況下，B一次風機連接2級葉片的連桿軸套會發生磨損損壞，影響2級動葉調節的一致性，造成了B一次風機2級葉片動作不一致，使風機的振動增大。

3 解決方法

3.1 合理控制風機出力

在負荷較高時，運行磨煤機臺數較多，并列運行的一次風機出口阻力基本一致，所以風機振動相對較小，可不作調整。在機組負荷較低，特別是夜間50 % BMCR負荷時，由于上層磨煤機停運，并列運行的一次風機出口阻力發生變化，此時根據運行磨煤機各風門擋板的開度，可適當通過一次風機出口風壓偏置對出口阻力進行調整。在磨煤機風門開度較小時，將偏置向負方向設定，降低風機出口壓力，減小風機出力；運行磨煤機則根據對風量的需求，自動開大各風門擋板，這樣就減小了風機出口的阻力，同時也降低了風機電耗。

3.2 停運磨煤機保持一定通風量

600 MW等級鍋爐的爐膛容積熱負荷大，對金屬的耐熱性能要求較高。上層磨煤機停備后，對應層煤粉燃燒器的通風量將大幅減少，僅靠部分周界風冷卻，會使燃燒器受冷卻程度不夠，導致燃燒器過熱變形(見圖1)。所以磨煤機停備后，可將冷風門保持一定開度，使燃燒器內通冷一次風，從理論上說其冷卻燃燒器的效果要大大優于單純增加周界風量；同時，也會使B一次風機出口阻力有所減小，但這種方法會使風機電耗有一定增加。

圖1 燃燒器過熱變形

3.3 改變磨煤機運行組合方式

在低負荷、需停備磨煤機時，為了保證鍋爐燃燒的穩定，一般情況下應避免斷層燃燒，因而要保持下層4臺磨煤機運行，使火焰相對集中。但這種運行方式會導致2臺一次風機出口阻力發生偏差，長時間運行會使B一次風機振動增大，所以可換用B，C，D，E 4臺磨煤機的運行方式，以消除一次風機出口阻力不一致的情況。

4 結束語

通過現場近1年的實踐，根據不同的運行工況進行合理的調整，再也未發生因B一次風機振動過大而影響設備及機組安全運行的事件。總之，在設備出現異常時，技術管理人員應進行技術分析，查找原因，提出科學的、行之有效的解決辦法，并通過實踐提高分析問題解決問題的能力，提高對設備的認識和設備運行的可靠性，確保設備的安全穩定運行。