双级动叶可调式轴流引风机故障分析

林 森，马伯洲，庄吉法，林增雷

(淮南矿业集团发电有限责任公司，安徽 淮南 232072)

0 前言

引风机作为火电厂锅炉系统的重要辅机，其可靠性和稳定性对电厂的安全生产影响密切。动叶可调式轴流引风机因具有流量大、压力大、效率高、调节范围广等优点而得到广泛应用。但因使用环境恶劣、结构复杂、调节频繁等因素影响，该类型风机极易发生异常情况。某电厂动叶可调式轴流引风机就发生过3起出力受限、轴承振速大或液压系统漏油的异常现象。

1 动叶可调式轴流引风机

某电厂采用上海鼓风机厂生产的SAF26-18-2型双级动叶可调式轴流引风机，由转子、传扭轴及联轴器、伺服控制装置等组成。

风机叶片角度由电动执行器通过液压调节装置进行调节，调节范围为-40°～11°。两级风机叶轮位于轴承箱两侧，主轴承由轴承箱内的油池和液压润滑联合油站供给油润滑。该风机相关性能参数见表1。

表1 风机性能参数

2 风机出力受限

2.1 异常现象

2020年2月以来，1号机组2台引风机先后出现开度调节指令增加而电机电流未随之增大的现象。以引风机A为例，1月19日某时，引风机动叶开度调节指令为70 %时，引风机电流为230 A；2月19日某时，引风机动叶开度调节指令为77 %时，引风机电流为198 A。经检查，风机振速正常，轴承温度正常，液压系统油压和油位均正常，电动调节装置及连接机构正常，而风系统管道未出现振动、气流不均等异常现象。

2.2 原因分析及处理

由于设计制造方面的原因，引风机调节指令无反馈值，叶片的实际工作状态仅能从风机电流值进行判断。由于前期检查并未发现明显异常现象，故而结合同类型设备的同类异常事件，初步判断风机出力受限的原因可能为：

(1) 引风机叶片因脱硝副产物硫酸氢铵结晶或积灰板结导致叶片卡涩。

(2) 烟气结露形成的酸液沿叶片侵入动叶与轮毂间的间隙，造成叶片底座内部锈蚀、卡涩。

(3) 液压缸密封胶圈老化失效漏油，造成液压缸调节压力不足，不能调整动叶。

2月23日，机组停运后进入2台引风机内部检查，发现叶片及轮毂较为洁净，无结晶、积灰或锈蚀现象，叶片动作正常，液压缸密封无失效现象，故排除了上述3个可能的原因。

经全面检查，发现叶片液压调节系统端部的向心关节轴承积灰严重，动作困难，且引风机A液压机构指示轴与延长杆间的连接销断裂。由此判断引风机出力受限为指示轴的向心关节轴承卡涩使得液压调节系统调节杆无法正常动作，进而导致液压缸无法向左自由移动推动叶片变动角度所致，而停机后进行液压系统全开度试验导致连接件柱销发生断裂。此后对向心关节轴进行了清理并复装，同时更换了断裂的柱销，再次试验液压系统发现各部件运转正常，各项参数恢复正常。

3 风机轴承振速大

3.1 异常现象

3月17日，1号机组启动前对各辅机进行了试转，发现引风机A固定端轴承水平振速最高达6 mm/s。该参数的报警值为4.7 mm/s，跳闸值为11 mm/s，上个运行周期的平均值为1.7 mm/s。空载运行时，振速约为4.8 mm/s，电流135 A，随着调节指令的增加，风机逐渐带载，当调节指令达到80 %时，电流约为356 A，振速达到6 mm/s。

3.2 原因分析及处理

通常导致动叶可调式轴流引风机振速大的主要原因有：

(1) 风机地脚螺栓松动。

(2) 风机壳体中分面连接螺栓松动。

(3) 风机转子与电机转子不对中。

(4) 风机叶片磨损或积灰。

(5) 风机进出口风门开度未到位。

(6) 风机叶片开度不一致，引起烟气气流不均。

(7) 轴承箱内轴承故障。

经现场全面检查，风机对中良好，地脚螺栓及壳体螺栓紧固，进出口挡板均处于全开位置，同时由于随风机出力变化振速发生变化，判断轴承故障的可能性较小。因此，决定对风机开盖进一步深入检查。上盖打开后，运转液压系统发现风机叶片开度一致；个别叶片有轻微磨损，但未达到导致振速超标的程度；部分叶片附着有潮湿的灰块，由此判断风机振速大是由积灰导致。

积灰产生一方面是由近期多阴雨天气，气候潮湿导致；另一方面是因为电厂锅炉为循环流化床锅炉，炉内已添加床料，启动风机后，大量飞灰进入引风机并附着在叶片上所致。积灰清理完毕后，风机复装并进行试运，固定端轴承水平振速最高为2.6 mm/s，在合格范围内，振速异常现象消除。

4 风机液压系统泄漏

4.1 异常现象

3月27日，1号机组启动，2台引风机运行正常。3月29日10:15，引风机B油压由3.3 MPa突降至2.85 MPa，加开1台润滑油泵，油压未恢复且有进一步下降趋势，运行人员初步判断油系统发生泄漏，故紧急降低机组负荷并停运该引风机。与此同时，现场检查发现大量润滑油从仪表管与风机罩壳间的间隙处喷溅出来。

由于是风机内部油系统某处发生了泄漏，运行及检修人员讨论后，决定采取不停炉单侧引风机运行方式对引风机B进行抢修。

(1) 关闭引风机进出口挡板，电动执行机构停电，机械部分锁紧。

(2) 风机停电，打开风机进出口检修孔，开启风机冷却系统，充分通风、降温。

(3) 进入风机内部进一步检查，如为两级叶轮间的轴承箱泄漏，则做好起吊上端盖准备。

采取上述措施后，进入风机排气侧风箱检查，发现风机液压缸主轴断裂。

4.2 原因分析及处理

在第一起风机出力受限事件中，关节轴承卡涩导致推动指示轴动作的指示齿轮动作受限，进而使得双面齿条及定位轴无法左、右方向自由活动。当需要风机出力增加而使液压缸向左移动时，由于液压缸与定位轴锁紧，液压缸与定位轴和双面齿条具有同向向左运动的趋势。指示齿轮由于不能自由转动，带动液压机构头部及主轴受到水平向右的拉力。同时由于主轴法兰盘固定在轮毂上，使主轴无法水平方向移动。长此以往，在主轴最薄弱处将产生集中应力，反复受力后发生断裂。而此次断裂的位置接近轴系末端，一方面主轴在此位置受到向右的拉力，一方面液压机构头部会由于晃动而产生一定的切向力，这两方面的综合作用导致该位置断裂。

故障设备拆除后，紧急采购新的液压缸并安排更换后再次试运，设备恢复正常并安全运行至今。

5 结束语

通过对这几起动叶可调式轴流引风机异常事件分析，进一步加深了对该类型风机设备结构及工作原理的了解，有助于及时准确判断设备异常状态的原因，以及采取正确的日常检查维护和应急处置措施，为将这类事故隐患消除在萌芽状态、防止事故扩大，以及确保机组的安全稳定运行提供了保障。