習水電廠脫硝稀釋風機振動大原因分析及處理

趙剛

摘要：自2016年八月以來，陸續發現1-4號機組脫硝稀釋風機振動值偏大，有些甚至達到230μm，但一直未能找到更好的辦法徹底解決，這嚴重影響脫硝系統的安全運行，2017年三月，熱機檢修部成立攻關小組，自3月5日至3月28日，經過前后23天的綜合治理，成功地解決了8臺稀釋風機振動大這一難題。

關鍵詞：稀釋風機；振動大；加固

習水電廠總裝機容量為4×135MW，2015年脫硝系統投運，脫硝采用選擇性非催化還原法（SNCR）工藝，脫硝還原劑采用尿素制氨設備，濃度約50%的尿素溶液被輸送到尿素水解反應器內，飽和蒸汽通過盤管的方式進入水解反應器，水解反應器中產生出來的含氨氣流首先進入計量模塊，然后與稀釋風機來的空氣在氨/空氣混合器內充分混合稀釋，最后進入氨氣-煙氣混合系統。

一、稀釋風機系統原理

每臺鍋爐設兩臺100%容量的離心式稀釋風機，出力為3600m3 / h，一運一備。設一套氨/空氣混合系統，用于SCR反應器的氨與空氣的混合。SCR脫硝系統采用的NH3還原劑，其爆炸極限（在空氣中體積%）15%一28 %，為保證氨（NH3）注入煙道的安全性和混合的均勻性，采用稀釋風機將氨濃度降低到爆炸下限以下，控制在5%以內。

二、稀釋風機存在的問題及處理措施

自2016年八月以來，陸續發現1-4號機組脫硝稀釋風機振動值偏大，有些甚至達到230μm，稀釋風機為脫硝噴氨最重要的輔機，一旦出現故障會影響機組負荷和環保NOx超標，嚴重者將造成機組非計劃停運，問題的嚴重性和重要性顯而易見。

現對稀釋風機存在的問題及處理技術分析如下：

第一個因素是稀釋風機支撐的平臺剛度差，稀釋風機支撐在送風機出口風道支吊架的鋼構架上，運行中受送風機風道振動影響使整個平臺發生振動，這是導致風機振動大的一個因素之一，這種支撐方式遠比支撐在水泥平臺上的穩定性差得多，此問題為共性，每一臺風機都存在但又無法解決，只能通過消除其它因素來達到綜合解決稀釋風機振動大這一難題。

第二個因素是稀釋風機軸承支撐座為∠40×3角鋼制作而成的呈長方體的框架，本身剛度較差，這也是8臺風機的共性問題，是造成風機振動大的重要因素之一，與第一個因素屬于同一種屬性，都是屬于“支撐不牢固”。針對這個問題，采取的方法是加固，用∠40×3角鋼對支撐座框架在立體各個方位進行加固，以增強其穩定性。原廠家在安裝時制作的框架也是五花八門，結構并不完全一樣，所以穩定性也不一樣，這些在加固時會根據每臺風機的不同情況進行特殊處理，但最終目的是使框架在立體各個方位上受力更加穩固。處理振動問題有時候比較困難，但第一步一般是考慮支撐是否牢固，所以在處理的第一臺風機（#1爐B側）除了加固軸承座框架、重新調整中心等之外，還把軸承框架直接分六個支撐點全部焊接在送風機的鋼構架平臺上，試圖使軸承座框架更加穩固，因為原設計的軸承座框架與送風機鋼構架平臺之間是彈性軟支撐，這種彈性支撐可能會造成風機的振動加大，但按此方法處理后風機振動也只是由原來的210μm下降到70μm，無法滿足要求，故決定在處理技術還未成熟之前，暫時維持#1爐B側風機運行，待另想辦法。事實上，在經過#2、#3、#4爐各臺風機處理完成后又倒過來處理#1爐B側風機時才發現上述的觀點并不全面，軸承座框架加固方式是正確的，軸承座框架彈性軟支撐方式也是正確的，但軸承座框架直接焊接在送風機鋼構架平臺上是錯誤的，當然經過曲折的多次處理后的#1爐B側風機最終振動為35μm。

第三個因素是稀釋風機本體剛度差，稀釋風機蝸殼使用的鋼板較薄（δ=10），無獨立支撐架，蝸殼直接焊接在軸承座構架上，風機運行時蝸殼受到氣流沖擊產生振動反過來影響軸承座，導致整臺風機振動增大，此問題也是所有風機的共性問題，處理過程也相當曲折，因為之前無法判斷蝸殼對振動是否有影響或者影響到底有多大，所以在處理第一臺的時候（#1爐B側）人為地把蝸殼和軸承座框架分開，試圖降低蝸殼對振動的影響，但帶負荷啟動后出現了轉子與蝸殼的動靜摩擦，原因是蝸殼里的介質是高溫煙氣，受熱后向上膨脹而軸承座并沒有同步膨脹，只好又恢復原設計將蝸殼焊接在軸承座框架上。在處理第二臺風機（#4爐A側）時吸取了#1爐B側的教訓，沒有將軸承座框架焊接在送風機平臺上，也沒有將蝸殼與軸承座框架分開，而是用∠45×3的角鋼對蝸殼進行加固，目的是增強其剛度，實際上是提高蝸殼的自振頻率，啟動運行后振動值由110μm直接降到70μm，因此判斷蝸殼的剛度對風機振動影響較大。但70μm無法達到要求，第二步直接在現場做風機動平衡試驗，共加配重44克，啟動運行后振動值為46μm，這樣的振動值雖然合格但不優秀。對#4爐A側處理后進行的總結認為，蝸殼加固后振動明顯下降，動平衡后振動也有明顯下降，這兩個因素肯定是造成風機振動大的重要因素。

第四個因素顯然是動平衡問題，對于#4爐A側和#3爐的A側、B側風機，由于在之前發生過氨氣倒流進入風機的情況，致使風機葉輪腐蝕而產生不平衡，在之后其它風機的處理總結中也充分說明了這一點，有些風機沒有被氨氣腐蝕過，不需要做動平衡而通過解決其它的問題也可以使振動下降，但有些風機即使葉輪沒有被腐蝕也可能存在固有的不平衡，這必須通過動平衡試驗來解決。

第五個因素是稀釋風機聯軸器中心的影響，這里又包含兩個方面，一是稀釋風機對輪中心存在偏差，比如#1爐B側風機中心下張口360μm電機軸低250μm；#3爐B側風機廠家在安裝的時候沒有按規范進行找中心，下張口達到650μm而且電機軸高出150μm，故調整的時候只好通過抬高風機側的軸承座高度才能滿足要求等等，聯軸器中心偏差也是各臺風機的共性問題，基本上每臺風機在處理過程中都存在不同的偏差，而且都進行了重新調整。稀釋風機聯軸器中心的第二個方面是聯軸器聯接螺栓不規范，原設計應該是橡膠彈性圈式的螺栓，但檢查發現都是尼龍棒加工而成，彈性效果不好，有些螺栓直接用普通的雙頭螺栓連接，這是典型的低級錯誤，這些因素背離了風機的設計初衷，無法使聯軸器得到緩沖，當然所有的聯軸器螺栓已經按要求進行了更換。

第六個因素是臺板墊片不規范，有些電機支撐腳下面有許多的銹塊或雜物，導致電機支撐不穩固。有些電機的四個腳由于墊片厚度計算有誤，存在跛腳現象，比如#2爐的B側風機最為嚴重，由于原設計的電機四個腳本身存在跛腳，原安裝時為了克服這個跛腳而在乙側前腳多加了一塊300μm的墊片，但這塊墊片不僅加的厚度不對，而且是用設備名牌剪下的寬度只有10毫米左右的墊片，由于接觸面太小，造成了更大的振動隱患。

第七個因素是軸承損壞，例如2號爐B稀釋風機，排除上面各種因素后，啟動運行依然振動大，進行動平衡試驗發現其振動不規律，推力端垂直方向振動偏大，懷疑其推力端軸承損壞，但運行中用聽針診斷也無法判斷該軸承有異常聲音，解體后發現該軸承彈道表面存在許多麻點缺陷，當然，更換軸承后振動立即好轉，降到25μm。

三、結束語

從這次稀釋風機處理的全過程看，現場的一部分檢修人員或技術人員明顯暴露出理論功底不足或者現場經驗不豐富兩方面的短板，理論功底問題需要不斷翻閱一些技術書籍，現場經驗問題需要經常深入一線才能積累，但缺某一方面都不利于技術水平的提高，技術的學習必須全方位投入。

（作者單位：貴州西電電力股份有限公司習水發電廠）