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專(zhuān)業(yè)生產(chǎn): 羅茨風(fēng)機,回轉風(fēng)機

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   風(fēng)機運行中的常見(jiàn)故障分析及其處理方法  
       
        風(fēng)機是一種將原動(dòng)機的機械能轉換為輸送氣體、給予氣體能量的機械,它是火電廠(chǎng)中不可少的機械設備,主要有送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、密封風(fēng)機和排粉機等,消耗電能約占發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電量的1.5%~3.0%。在火電廠(chǎng)的實(shí)際運行中,風(fēng)機,特別是引風(fēng)機由于運行條件較惡劣,故障率較高,據有關(guān)統計資料,引風(fēng)機平均每年發(fā)生故障為2次,送風(fēng)機平均每年發(fā)生故障為0.4次,從而導致機組非計劃停運或減負荷運行。因此,迅速判斷風(fēng)機運行中故障產(chǎn)生的原因,采取得力措施解決是發(fā)電廠(chǎng)連續安全運行的保障。雖然風(fēng)機的故障類(lèi)型繁多,原因也很復雜,但根據調查電廠(chǎng)實(shí)際運行中風(fēng)機故障較多的是:軸承振動(dòng)、軸承溫度高、動(dòng)葉卡澀、保護裝置誤動(dòng)。
1 風(fēng)機軸承振動(dòng)超標
  風(fēng)機軸承振動(dòng)是運行中常見(jiàn)的故障,風(fēng)機的振動(dòng)會(huì )引起軸承和葉片損壞、螺栓松動(dòng)、機殼和風(fēng)道損壞等故障,嚴重危及風(fēng)機的安全運行。風(fēng)機軸承振動(dòng)超標的原因較多,如能針對不同的現象分析原因采取恰當的處理辦法,往往能起到事半功倍的效果。
1.1 不停爐處理葉片非工作面積灰引起風(fēng)機振動(dòng)
  這類(lèi)缺陷常見(jiàn)于鍋爐引風(fēng)機,現象主要表現為風(fēng)機在運行中振動(dòng)突然上升。這是因為當氣體進(jìn)入葉輪時(shí),與旋轉的葉片工作面存在一定的角度,根據流體力學(xué)原理,氣體在葉片的非工作面一定有旋渦產(chǎn)生,于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會(huì )慢慢地沉積在非工作面上。機翼型的葉片最易積灰。當積灰達到一定的重量時(shí)由于葉輪旋轉離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的積灰不可能完全均勻一致,聚集或可甩走的灰塊時(shí)間不一定同步,結果因為葉片的積灰不均勻導致葉輪質(zhì)量分布不平衡,從而使風(fēng)機振動(dòng)增大。
  在這種情況下,通常只需把葉片上的積灰鏟除,葉輪又將重新達到平衡,從而減少風(fēng)機的振動(dòng)。在實(shí)際工作中,通常的處理方法是臨時(shí)停爐后打開(kāi)風(fēng)機機殼的人孔門(mén),檢修人員進(jìn)入機殼內清除葉輪上的積灰。這樣不僅環(huán)境惡劣,存在不安全因素,而且造成機組的非計劃停運,檢修時(shí)間長(cháng),勞動(dòng)強度大。經(jīng)過(guò)研究,提出了一個(gè)經(jīng)實(shí)際證明行之有效的處理方法。如圖1所示,在機殼喉舌處(A點(diǎn),徑向對著(zhù)葉輪)加裝一排噴嘴(4~5個(gè)),將噴嘴調成不同角度。噴嘴與沖灰水泵相連,將沖灰水作為沖洗積灰的動(dòng)力介質(zhì),降低負荷后停單側風(fēng)機,在停風(fēng)機的瞬間迅速打開(kāi)閥門(mén),利用葉輪的慣性作用噴洗葉片上的非工作面,打開(kāi)在機殼底部加裝的閥門(mén)將沖灰水排走。這樣就實(shí)現了不停爐而處理風(fēng)機振動(dòng)的目的。用沖灰水作清灰的介質(zhì),和用蒸汽和壓縮空氣相比,具有對噴嘴結構要求低、清灰范圍大、效果好、對葉片磨損小等優(yōu)點(diǎn)。
1.2 不停爐處理葉片磨損引起的振動(dòng)
  磨損是風(fēng)機中最常見(jiàn)的現象,風(fēng)機在運行中振動(dòng)緩慢上升,一般是由于葉片磨損,平衡破壞后造成的。此時(shí)處理風(fēng)機振動(dòng)的問(wèn)題一般是在停爐后做動(dòng)平衡。根據風(fēng)機的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐,總結了以下可在不停爐的情況下對風(fēng)機進(jìn)行動(dòng)平衡試驗工作。
  1)在機殼喉舌徑向對著(zhù)葉輪處(如圖1)加裝一個(gè)手孔門(mén),因為此處離葉輪外圓邊緣距離最近,只有200
mm多,人站在風(fēng)機外面,用手可以進(jìn)行內部操  作。風(fēng)機正常運行的情況下手孔門(mén)關(guān)閉。
  2)振動(dòng)發(fā)生后將風(fēng)機停下(單側停風(fēng)機),將手孔門(mén)打開(kāi),在機殼外對葉輪進(jìn)行試加重量。
  3)找完平衡后,計算應加的重量和位置,對葉輪進(jìn)行焊接工作。在實(shí)際工作中,用三點(diǎn)法找動(dòng)平衡較為簡(jiǎn)單方便。試加重量的計算公式為
P<=250×A0×G/D(3000/n)2(g)
  為了盡快找到應加的重量和位置,應根據平時(shí)的數據多總結經(jīng)驗。根據經(jīng)驗,Y4-73-11-22D的風(fēng)機振動(dòng)0.10mm時(shí)不平衡重量為2000
g;M5-29-11-18D的排粉機振動(dòng)0.10mm時(shí)不平衡重量120g;軸流ASN2125/1250型引風(fēng)機振動(dòng)為0.10
mm時(shí)不平衡重量只有80
g左右。為了達到不停爐處理葉片磨損引起的振動(dòng)問(wèn)題的目的,平時(shí)須加強對風(fēng)門(mén)擋板的維護,減少風(fēng)門(mén)擋板的漏風(fēng),在單側風(fēng)機停運時(shí)能防止熱風(fēng)從停運的送風(fēng)機處漏出以維持良好的工作環(huán)境。
1.3 空預器的腐蝕導致風(fēng)機振動(dòng)間斷性超標
  這種情況通常發(fā)生在燃油鍋爐上。燃油鍋爐引風(fēng)機前一般沒(méi)有電除塵,煙、風(fēng)道較短,空預器的波紋板和定位板由于低溫腐蝕,波紋板腐蝕成小薄鋼片,小薄鋼片隨煙氣一起直接打擊在風(fēng)機葉片上,一方面造成風(fēng)機的受迫振動(dòng),另一方面一些小薄鋼片鑲嵌在葉片上,由于葉片的動(dòng)不平衡使風(fēng)機振動(dòng)。這種現象是筆者在長(cháng)期的實(shí)際生產(chǎn)中觀(guān)察到的結果。處理方法是及時(shí)更換腐蝕的波紋板,采用方法防止空預器的低溫腐蝕,提高排煙溫度和進(jìn)風(fēng)溫度(一般應高于60℃以避開(kāi)露點(diǎn)),波紋板也可使用耐腐蝕的考登鋼或金屬搪瓷。
1.4 風(fēng)道系統振動(dòng)導致引風(fēng)機的振動(dòng)
  煙、風(fēng)道的振動(dòng)通常會(huì )引起風(fēng)機的受迫振動(dòng)。這是生產(chǎn)中容易出現而又容易忽視的情況。風(fēng)機出口擴散筒隨負荷的增大,進(jìn)、出風(fēng)量增大,振動(dòng)也會(huì )隨之改變,而一般擴散筒的下部只有4個(gè)支點(diǎn),如圖2所示,另一邊的接頭石棉帆布是軟接頭,這樣一來(lái)整個(gè)擴散筒的60%重量是懸吊受力。從圖中可以看出軸承座的振動(dòng)直接與擴散筒有關(guān),故負荷越大,軸承產(chǎn)生振動(dòng)越大。針對這種狀況,在擴散筒出口端下面增加一個(gè)活支點(diǎn)(如圖3),可升可降可移動(dòng)。當機組負荷變化時(shí),只需微調該支點(diǎn),即可消除振動(dòng)。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)實(shí)踐效果非常顯著(zhù)。該種情況在風(fēng)道較短的情況下更容易出現。
1.5 動(dòng)、靜部分相碰引起風(fēng)機振動(dòng)
在生產(chǎn)實(shí)際中引起動(dòng)、靜部分相碰的主要原因:
(1)葉輪和進(jìn)風(fēng)口(集流器)不在同一軸線(xiàn)上。
(2)運行時(shí)間長(cháng)后進(jìn)風(fēng)口損壞、變形。
(3)葉輪松動(dòng)使葉輪晃動(dòng)度大。
(4)軸與軸承松動(dòng)。
(5)軸承損壞。
(6)主軸彎曲。
  根據不同情況采取不同的處理方法。引起風(fēng)機振動(dòng)的原因很多,其它如連軸器中心偏差大、基礎或機座剛性不夠、原動(dòng)機振動(dòng)引起等等,有時(shí)是多方面的原因造成的結果。實(shí)際工作中應認真總結經(jīng)驗,多積累數據,掌握設備的狀態(tài),摸清設備劣化的規律,出現問(wèn)題就能有的放矢地采取相應措施解決。
2 軸承溫度高
  風(fēng)機軸承溫度異常升高的原因有三類(lèi):潤滑不良、冷卻不夠、軸承異常。離心式風(fēng)機軸承置于風(fēng)機外,若是由于軸承疲勞磨損出現脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高,一般可以通過(guò)聽(tīng)軸承聲音和測量振動(dòng)等方法來(lái)判斷,如是潤滑不良、冷卻不夠的原因則是較容易判斷的。而軸流風(fēng)機的軸承集中于軸承箱內,置于進(jìn)氣室的下方,當發(fā)生軸承溫度高時(shí),由于風(fēng)機在運行,很難判斷是軸承有問(wèn)題還是潤滑、冷卻的問(wèn)題。實(shí)際工作中應先從以下幾個(gè)方面解決問(wèn)題。
 ?。?)加油是否恰當。應當按照定期工作的要求給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)也會(huì )出現溫度高的情況,主要是加油過(guò)多。這時(shí)現象為溫度持續不斷上升,到達某點(diǎn)后(一般在比正常運行溫度高10℃~15℃左右)就會(huì )維持不變,然后會(huì )逐漸下降。
 ?。?)冷卻風(fēng)機小,冷卻風(fēng)量不足。引風(fēng)機處的煙溫在120℃~140℃,軸承箱如果沒(méi)有有效的冷卻,軸承溫度會(huì )升高。比較簡(jiǎn)單同時(shí)又節約廠(chǎng)用電的解決方法是在輪轂側軸承設置壓縮空氣冷卻。當溫度低時(shí)可以不開(kāi)啟壓縮空氣冷卻,溫度高時(shí)開(kāi)啟壓縮空氣冷卻。
 ?。?)確認不存在上述問(wèn)題后再檢查軸承箱。
3 動(dòng)葉卡澀
  軸流風(fēng)機動(dòng)葉調節是通過(guò)傳動(dòng)機構帶動(dòng)滑閥改變液壓缸兩側油壓差實(shí)現的。在軸流風(fēng)機的運行中,有時(shí)會(huì )出現動(dòng)葉調節困難或完全不能調節的現象。出現這種現象通常會(huì )認為是風(fēng)機調節油系統故障和輪轂內部調節機構損壞等。但在實(shí)際中通常是另外一種原因:在風(fēng)機動(dòng)葉片和輪轂之間有一定的空隙以實(shí)現動(dòng)葉角度的調節,但不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙造成動(dòng)葉調節困難。動(dòng)葉卡澀的現象在燃油鍋爐和采用水膜除塵的鍋爐比較普遍,解決的措施主要有
 ?。?)盡量使燃油或煤燃燒充分,減少碳黑,適當提高排煙溫度和進(jìn)風(fēng)溫度,避免煙氣中的硫在空預器中的結露。
 ?。?)在葉輪進(jìn)口設置蒸汽吹掃管道,當風(fēng)機停機時(shí)對葉輪進(jìn)行清掃,保持葉輪清潔,蒸汽壓力<=0.2MPa,溫度<=200℃。
 ?。?)適時(shí)調整動(dòng)葉開(kāi)度,防止葉片長(cháng)時(shí)間在一個(gè)開(kāi)度造成結垢,風(fēng)機停運后動(dòng)葉應間斷地在0~55°活動(dòng)。
(4)經(jīng)常檢查動(dòng)葉傳動(dòng)機構,適當加潤滑油。
4 旋轉失速和喘振
  旋轉失速是氣流沖角達到臨界值附近時(shí),氣流會(huì )離開(kāi)葉片凸面,發(fā)生邊界層分離從而產(chǎn)生大量區域的渦流造成風(fēng)機風(fēng)壓下降的現象。喘振是由于風(fēng)機處在不穩定的工作區運行出現流量、風(fēng)壓大幅度波動(dòng)的現象。這兩種不正常工況是不同的,但是它們又有一定的關(guān)系。風(fēng)機在喘振時(shí)一般會(huì )產(chǎn)生旋轉氣流,但旋轉失速的發(fā)生只決定于葉輪本身結構性能、氣流情況等因素,與風(fēng)煙道系統的容量和形狀無(wú)關(guān),喘振則風(fēng)機本身與風(fēng)煙道都有關(guān)系。旋轉失速用失速探針來(lái)檢測,喘振用U形管取樣,兩者都是壓差信號驅動(dòng)差壓開(kāi)關(guān)報警或跳機。但在實(shí)際運行中有兩種原因使差壓開(kāi)關(guān)容易出現誤動(dòng)作:1)煙氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和U形管容易堵塞;2)現場(chǎng)條件振動(dòng)大。該保護的可靠性較差。由于風(fēng)機發(fā)生旋轉失速和喘振時(shí),爐膛風(fēng)壓和風(fēng)機振動(dòng)都會(huì )發(fā)生較大的變化,在風(fēng)機調試時(shí)通過(guò)動(dòng)葉安裝角度的改變使風(fēng)機正常工作點(diǎn)遠離風(fēng)機的不穩定區,隨著(zhù)目前風(fēng)機設計制造水平的提高,可以將風(fēng)機跳閘保護中喘振保護取消,改為“發(fā)訊”,當出現旋轉失速或喘振信號后運行人員通過(guò)調節動(dòng)葉開(kāi)度使風(fēng)機脫離旋轉脫流區或喘振區而保持風(fēng)機連續穩定運行,從而減少風(fēng)機的意外停運。
 
 

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