一次風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋碎裂原因分析

董旭光

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一次風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋碎裂原因分析

董旭光

（浙江浙能中煤舟山煤電有限責(zé)任公司，浙江舟山，316131）

現(xiàn)代大型單元機(jī)組中，鍋爐一次風(fēng)機(jī)基本都采用動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)做為鍋爐的重要輔機(jī)設(shè)備，其運(yùn)行是否正常直接影響著鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對(duì)某電廠1030MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)因液壓缸支撐蓋碎裂，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)突升，進(jìn)而引起一次風(fēng)機(jī)跳閘的事故，技術(shù)人員通過分析一次風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋碎裂的裂紋及支撐蓋的金相組織，得出支撐蓋碎裂原因，提出相應(yīng)的防范措施。

一次風(fēng)機(jī)；支撐蓋；原因分析；措施

引言

一次風(fēng)機(jī)作為重要的火電機(jī)組輔機(jī)設(shè)備，具有工作風(fēng)量小，風(fēng)壓高的特點(diǎn)。目前國內(nèi)600MW以上機(jī)組，基本配置雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)[1]。某電廠1號(hào)機(jī)組采用B&WB-3048/26.15-M型鍋爐，制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式中速輥盤式磨煤機(jī)，配2臺(tái)由沈陽鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司生產(chǎn)的AST-2170/1400型雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)式軸流一次風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的B-MCR工況風(fēng)量126m3/s，全壓升14532Pa，葉片角度的調(diào)節(jié)范圍為45°，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1490r/min，電機(jī)功率為3400kW。此次一次風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋碎裂導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)跳閘的事故，既具有一定的特殊性，又具有一定的典型性和代表性，可供相關(guān)技術(shù)人員為后續(xù)同類型風(fēng)機(jī)設(shè)備的檢查檢修提供參考[2]，避免類似事故的再次發(fā)生，保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 支撐蓋碎裂事件經(jīng)過及處理

1.1 事件經(jīng)過

2017年9月，1號(hào)機(jī)組負(fù)荷550MW，A、B、D、F制粉系統(tǒng)運(yùn)行，總煤量200t/h，B倉為澳煤，其余各倉為澳蒙煤。冷、熱一次風(fēng)母管壓力均在10kPa左右，A/B一次風(fēng)機(jī)電流均為102A，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。

11時(shí)35分，大屏報(bào)警“A一次風(fēng)機(jī)跳閘”，首出“A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”。檢查發(fā)現(xiàn)#1A一次風(fēng)機(jī)跳閘，#1A一次風(fēng)機(jī)出口電動(dòng)擋板、#1A空預(yù)器出口熱一次風(fēng)電動(dòng)擋板自動(dòng)關(guān)閉，#1B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉快開至80%，電流升高至220.6A。通知巡檢就地檢查#1A一次風(fēng)機(jī)。同時(shí)聯(lián)系檢修人員到場(chǎng)檢查處理。

1.2 處理情況

13時(shí)10分，檢修人員組織對(duì)#1A一次風(fēng)機(jī)開展搶修工作。拉開一次風(fēng)機(jī)風(fēng)筒后發(fā)現(xiàn)液壓缸支撐蓋破損嚴(yán)重，進(jìn)一步拆除液壓缸、二級(jí)輪轂檢查內(nèi)部情況，檢查確認(rèn)無異常。同時(shí)打開進(jìn)氣箱人孔門及葉片檢修孔，檢查確認(rèn)風(fēng)道內(nèi)無異物、各葉片與風(fēng)筒無摩擦痕跡且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。并對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行檢查，檢查確認(rèn)油管道無漏油現(xiàn)象并對(duì)溢流閥濾網(wǎng)進(jìn)行清理。

22時(shí)05分，風(fēng)機(jī)各部位檢查結(jié)束，確認(rèn)除液壓缸支撐蓋碎裂外無其他異常，期間與生產(chǎn)廠家沈鼓聯(lián)系備品事宜。

次日15時(shí)，試運(yùn)行#1A一次風(fēng)機(jī)，液壓油壓力維持在1.7-2.8MPa之間，風(fēng)機(jī)側(cè)最大振動(dòng)為0.18mm/s，試運(yùn)合格。隨即復(fù)役#1A一次風(fēng)機(jī)。

2 原因分析

該廠一次風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋（圖號(hào)：345-189H），由沈陽鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司生產(chǎn)，材質(zhì)為球磨鑄鐵（QT400-18）。委托技術(shù)研究院對(duì)發(fā)生開裂的液壓缸支撐蓋進(jìn)行了裂紋分析，并對(duì)母材的金相組織、硬度、力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)造成碎裂的可能原因進(jìn)行分析。

2.1 裂紋分析

液壓缸支撐蓋上有多條裂紋，呈現(xiàn)放射狀，裂紋大多經(jīng)過螺栓孔或排氣孔。有一條環(huán)向裂紋貫穿了所有排氣孔，有四條縱向裂紋貫穿了支撐蓋外殼，另外中心的軸承孔附近也有多條裂紋。如圖1所示。

圖1 支撐蓋裂紋圖

2.2 金相分析

采用金相顯微鏡對(duì)支撐蓋母材金相進(jìn)行分析，從金相照片上可以看到，鑄鐵中的石墨呈現(xiàn)條片狀，而不是球墨鑄鐵中典型的球狀。如圖2所示。

圖2 金相照片（100X）

根據(jù)《球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 9441），在支撐蓋母材上隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，采用金相分析軟件，分析石墨含量以及球化等級(jí)。如表1所示。

表1 金相評(píng)級(jí)

上述金相檢測(cè)結(jié)果顯示，支撐蓋母材金相組織球磨化率為0%，金相組織不佳，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 力學(xué)性能分析

根據(jù)《球墨鑄鐵件》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1348-2009）及《灰鑄鐵件》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 9439-2010），對(duì)支撐蓋取樣，進(jìn)行硬度、沖擊以及拉伸試驗(yàn)。測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。

表2：力學(xué)性能測(cè)試

力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果顯示支撐蓋母材力學(xué)性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 采取的防范措施

通過此次一次風(fēng)機(jī)因液壓缸支撐蓋碎裂導(dǎo)致跳閘的事件原因分析，決定采取以下防范措施[3]。

1）對(duì)未發(fā)生開裂的該制造廠生產(chǎn)的同批次液壓缸支撐蓋進(jìn)行監(jiān)督，利用機(jī)組調(diào)停檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行滲透檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)有開裂傾向的，及時(shí)進(jìn)行處理。

2）及時(shí)儲(chǔ)備備用液壓缸支撐蓋，在風(fēng)機(jī)液壓缸支撐蓋發(fā)生異常時(shí)能夠及時(shí)搶修，避免風(fēng)機(jī)長時(shí)間單側(cè)運(yùn)行，影響機(jī)組負(fù)荷和安全運(yùn)行。

3）加強(qiáng)對(duì)受交變應(yīng)力的設(shè)備部件進(jìn)行探傷檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，消除隱患。

4 結(jié)語

一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。此次事件因液壓缸支撐蓋材質(zhì)不合格，在交變應(yīng)力作用下，支撐蓋蓋體外緣首先出現(xiàn)裂紋，長期發(fā)展導(dǎo)致液壓缸聯(lián)接端面也產(chǎn)生裂紋，使得在調(diào)節(jié)動(dòng)葉時(shí)液壓缸將支撐蓋的端面頂開，碎裂的支撐蓋與風(fēng)筒內(nèi)部固定不動(dòng)的密封盤產(chǎn)生劇烈的摩擦，最終造成風(fēng)機(jī)因振動(dòng)大而跳閘。一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的原因有很多，而因液壓缸支撐蓋碎裂而引起的不多見，具有一定的特殊性。究其根本，是由于受力部件的材質(zhì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，這就具有一定的典型性和代表性。通過本案例，為我們敲響了對(duì)受力部件做好材質(zhì)檢測(cè)的警鐘，對(duì)類似的設(shè)備部件，該經(jīng)驗(yàn)也值得借鑒和參考。

[1] 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院. 鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M]. 北京: 中國電力出版社, 2011.1.

[2] 時(shí)巖. 600MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大原因分析及處理[J]. 東北電力技術(shù), 2014,14(5):14-16.

[3] 張永明;郝文蛇. 一次風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)大原因分析及處理[J]. 內(nèi)蒙古電力技術(shù), 2013,31(4):100-102.

[4] 蒙水橋.臺(tái)山電廠5B引風(fēng)機(jī)靜葉突開及引風(fēng)機(jī)過流故障處理[J]機(jī)電信息.2012

[5] 吳德朝.3B送風(fēng)機(jī)液壓油壓力頻繁波動(dòng)分析[J]機(jī)電信息.2012

Cause Analysis of Fragmentation of Hydraulic Cylinder Support Cover of Primary Fan

Dong Xu Guang

(Zhejiang Zhengneng Zhongmei Zhoushan Coal and Electricity Co., Ltd.,Zhoushan Zhejiang, 316131)

In modern large-scale unit units, the primary fan of the boiler basically adopts the movable blade adjustable axial fan. As an important auxiliary equipment of the boiler, the normal operation of the primary fan directly affects the safe and stable operation of the boiler. Aiming at the accident that the primary fan of 1030MW unit in a power plant caused by the breaking of the hydraulic cylinder support cap, which caused the vibration of the primary fan to rise sharply, and then caused the trip of the primary fan, technicians analyzed the cracks of the primary fan hydraulic cylinder support cap and the metallographic structure of the support cap, obtained the reasons for the breaking of the support cap, and put forward the corresponding preventive measures.

primary fan; support cover; cause analysis; measures

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.032

TM621

A

1672-9129(2019)03-0094-03