1、動葉可調(diào)軸流風機液壓油缸連桿斷裂原因分析來源：中電投江西電力有限公司景德鎮(zhèn)發(fā)電廠2014年05月18日點擊： 518摘要：隨著火力發(fā)電廠鍋爐機組向著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展，動葉可調(diào)軸流通風機作為主要輔助設(shè)備也逐步廣泛應用于大型鍋爐機組上。本文對景德鎮(zhèn)發(fā)電廠動葉可調(diào)軸流式引風機液壓缸組連桿斷裂事件原因與改進措施做了詳細闡述，并對動葉可調(diào)軸流風機常見故障及預防措施進行了介紹。關(guān)鍵詞：動葉可調(diào)軸流風機 連桿斷裂 故障分析 防范措施1 前言 動葉可調(diào)軸流風機由于具有效率高，風機功耗少，廠用電低，運行費用較低，對風道系統(tǒng)適應性好等特點，尤其是動葉可調(diào)軸流風機能在運行中改變動葉的角度，從而調(diào)節(jié)風量、風壓，

2、具有良好的凋節(jié)性能，近年來，在大型電廠鍋爐上被廣泛采用。 江西景德鎮(zhèn)發(fā)電廠2600MW級機組“上大壓小”擴建工程兩臺超超臨界鍋爐機組的一次風機與送風機均采用上海鼓風機廠有限公司生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流風機，引風機采用成都電力機械廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風機。其中：#1機組自去年12月31日通過168H試運行至今，發(fā)生過一起引風機液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中油缸組連桿斷裂事件；#2機組自今年5月18日順利通過168H后，三大風機運行正常。2 動葉可調(diào)軸流風機工作原理 動調(diào)風機運行時，氣流由系統(tǒng)管道流入風機進氣箱后改變方向，經(jīng)集流器收斂加速后流向葉輪，電動機動力通過葉輪對氣流作功，動葉的工作角度與葉柵距可無級調(diào)節(jié)，由此

3、可改變風量、風壓，滿足工況變化的需求；氣流由軸向運動經(jīng)葉輪作功后變?yōu)槁菪\動，流出的氣流經(jīng)后導葉轉(zhuǎn)為軸向流動，再經(jīng)擴壓器流至系統(tǒng)滿足運行要求。其運轉(zhuǎn)原理如圖1所示，圖1 動調(diào)風機運轉(zhuǎn)原理示意圖3 #1機組引風機液壓油缸組連桿斷裂分析與改進措施 我廠引風機系成都電力機械廠生產(chǎn)的AP系列動葉可調(diào)軸流式風機，型號為HU26648-22，采用兩級葉輪，每級葉片數(shù)為22片，動葉調(diào)節(jié)范圍為-36+20，其具體參數(shù)見表1：表1 引風機特性參數(shù)序號HU26648-22型引風機1風機調(diào)節(jié)裝置 U266T2葉輪直徑 3350 mm3葉片材質(zhì) Q345D4葉片使用壽命 正常工況下50000 h5葉輪級數(shù) 2 級6每

4、級葉片數(shù) 22片7葉片調(diào)節(jié)范圍 -36+208液壓缸缸徑和行程 630/80 mm/mm9風機入口體積流量(m3/s 507.2（TB工況）10風機全壓升(Pa 9448（TB工況）11風機全壓效率(% 88.1（TB工況）12風機功率(kW 5311（TB工況）13電機功率(kW 560014額定電壓/V 600015額定電流/A 6483.1 引風機液壓缸連桿斷裂原因分析 3.1.1連桿斷裂事件過程 當班運行人員發(fā)現(xiàn)#1機組A引風機電流由340A升高至535A，B引風機電流卻由335A最低下降至135A。經(jīng)就地檢查，發(fā)現(xiàn)B引A、B液壓油泵電機均停轉(zhuǎn)。檢修人員經(jīng)檢查兩油泵電機電源空開均在跳開

5、位置，控制柜內(nèi)接觸器均處吸合位置，進一步檢查發(fā)現(xiàn)端子箱內(nèi)A泵電機端子兩相過熱熔化短路，造成電源空開跳閘。后經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)其他明顯故障。隨即，試送B油泵電源空開進行試轉(zhuǎn)，該油泵啟動，液壓油站出口母管油壓恢復正常，B引動葉調(diào)節(jié)風門根據(jù)調(diào)節(jié)指令開啟，B引電流瞬間升高至640A，爐膛壓力低低引起MFT動作。 #1機組重新并網(wǎng)運行后，發(fā)現(xiàn)引風機振動明顯比平時運行值大，隨后停引風機進行檢查，初步判斷該引風機內(nèi)部液壓缸連桿脫落或斷裂。經(jīng)進一步內(nèi)部檢查后，發(fā)現(xiàn)液壓油缸組連桿斷裂，如圖2所示，圖2 液壓油缸組連桿斷裂3.1.2連桿斷裂事件原因分析 經(jīng)過對斷裂連桿斷口形狀分析，可明顯看到左側(cè)斷口上部有略微向下彎曲痕

6、跡，可斷定為先受到外力擠壓所致；再從左右斷面可以看出，兩斷面上凹凸斷痕可以完全吻合在一起，由此可以說明該連桿又受到較大外力拉拽最終導致斷裂，斷口如圖3所示，圖3 連桿斷裂斷口形狀 通過我廠技術(shù)人員進一步的共同分析認為，引風機液壓油站兩臺油泵均失電跳閘后，引風機未停轉(zhuǎn)情況下，其動葉因離心力而產(chǎn)生的關(guān)閉力矩不斷增大，致使伺服閥很難維持原有壓力，動葉維持不了原有開度，伺服閥泄壓時造成油缸組連桿向動葉開度減小的方向動作，如圖4所示，水平向右側(cè)動作，而圖4 動葉開度執(zhí)行機構(gòu)示意圖 與此同時電動執(zhí)行機構(gòu)實際未動作，還保持原有狀態(tài)，所以導致油缸組連桿受到擠壓，但還未斷裂；經(jīng)檢修處理后，液壓油站油泵重啟后，伺

7、服閥調(diào)節(jié)壓力立刻恢復，組連桿會迅速將動葉開度恢復至原始位置，此瞬間過程，組連桿被猛烈拉拽，最終導致連桿斷裂。3.2 引風機液壓缸組連桿斷裂防范措施 根據(jù)上述原因分析可見，連桿斷裂的主要原因是引風機兩臺液壓油泵全停，最根本原因是在未采取任何保護措施情況下，又將一臺液壓油泵送電啟動，導致連桿在受到擠壓狀態(tài)下又突然受到拉拽而斷裂。 針對引風機液壓油泵全停后應采取的相關(guān)操作及保護，經(jīng)廠家和我廠技術(shù)人員共同研究決定，我廠引風機控制油壓低報警值為3.2MPa，若低于報警值3.2MPa，此時應延時15s后啟備用泵，若備用泵啟動，延時30s后油壓仍在報警值3.2MPa以下，此時則應停轉(zhuǎn)風機，并立即對液壓油站進

8、行檢修。 在熱工邏輯保護方面：增加兩臺液壓油泵全停和液壓油位低低時，跳該引風機RB動作保護邏輯；增加兩臺液壓油泵全停，閉鎖執(zhí)行機構(gòu)開啟的程序，避免誤操作損壞伺服閥，保證設(shè)備安全；4 動葉可調(diào)軸流風機常見故障分析及處理 動葉可調(diào)軸流風機由于有一套液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上比較復雜，雖從國外引進技術(shù)，在風機的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝上有較大提高，但軸流風機仍存在不安全因素，主要表現(xiàn)為：軸承振動大及運行不平衡、軸承溫度過高、風機漏油、葉片磨損等問題。4.1 風機軸承振動異常 引風機工作環(huán)境較為惡劣，不僅承受煙氣中灰塵的沖刷，還承受煙氣流的沖刷，造成風機葉輪上留有積灰，還會伴有葉輪磨損不平衡。在風機負荷變

9、化頻繁且幅度較大時，主要在轉(zhuǎn)子輪轂表面的積灰會突然脫落造成轉(zhuǎn)子不平衡，導致軸承振動過大；軸承潤滑油量少、軸承座污染或軸承損壞，都會引起軸承的過早失效，也是導致軸承振動大且運行不平衡的原因之一。 若要保證軸承在合理振動范圍內(nèi)，則要利用檢修機會對葉輪進行清潔，還要平衡葉輪，測量磨損量，待大修時予以更換；運行中振動探測器必須在盡可能短的路線與主軸承剛性聯(lián)接，水平方向測量，也可以軸向；建議頻譜分析振動狀態(tài)，如果不能實現(xiàn)，也應該測出振速（mm/s）或振幅（um）。4.2 風機軸承溫度過高 我廠引風機軸承溫度保護定值設(shè)定為：高于80時報警，高于100時跳風機。因潤滑油系統(tǒng)造成溫度升高主要由于潤滑油質(zhì)差，潤

10、滑油流量過大或過小、壓力過高或過低等因素。潤滑油質(zhì)差，雜質(zhì)過多會使軸承在轉(zhuǎn)動中加劇摩擦，導致溫度升高。如果潤滑油流量過大，經(jīng)過冷油器的潤滑油不能全部與冷卻介質(zhì)充分接觸，也就不能完全冷卻，冷油器出口油溫仍較高，導致軸承溫度升高。如果潤滑油流量過小，進入軸承箱內(nèi)的潤滑油與原軸承箱內(nèi)的潤滑油交換不充分，軸承溫度也會升高。同樣壓力過低也會使軸承箱內(nèi)潤滑油冷卻交換效果差，而潤滑油壓力過高會使油管路負荷過大容易造成泄漏。 所以，要對潤滑油的油量、油質(zhì)及油壓進行控制。潤滑油量要通過控制油站上的回油窗進行觀察，流量要適中；油質(zhì)要求定期化驗，對不合格的油質(zhì)要進行過濾，嚴重不合格的要及時更換新油，以免損壞軸承；油

11、壓一般控制在0.2MPa左右，可以通過壓力表實時進行監(jiān)測，對壓力過高或過低情況進行調(diào)整。此外還要保證冷油器的冷卻效果，即保證冷卻水的溫度適中，冷油器的換熱面積滿足油冷卻的需要。4.3 風機漏油 風機漏油主要是液壓缸、控制頭和軸承箱或潤滑油系統(tǒng)漏油。液壓缸和控制頭漏油，主要分為內(nèi)漏和外漏。內(nèi)漏主要是活塞及滑閥密封件故障造成動調(diào)卡澀與失靈，導致左右油室相互竄油。外漏則主要是密封件老化引起漏油。軸承箱漏油主要是由于密封件質(zhì)量差和老化引起漏油。風機潤滑油質(zhì)不合格或惡化，軸承雜質(zhì)進入油室損傷磨壞密封件，軸承箱骨架油封的壓環(huán)外有鎖緊螺母，由于鎖緊螺母沒有止退裝置，運行中長期振動，鎖緊螺母松動，導致骨架油封

12、的壓環(huán)松動引起漏油。 為了防止風機漏油，應利用停爐檢修時對液壓缸及控制頭進行檢查。還要加強風機油系統(tǒng)的管理及軸承的潤滑工作，保證軸承油箱應有良好的密封；系統(tǒng)油壓保證在正常范圍；根據(jù)液壓油及潤滑油污染程度及時更換供油裝置和主軸承箱的油，并清洗過濾器和油箱。4.4 風機葉片磨損 動葉可調(diào)軸流風機壓力系數(shù)小，則風機達到相同風壓時需要的轉(zhuǎn)子外沿線速度高，作為引風機，含塵氣流對葉輪的磨損問題比其它型式的風機要大些，不做耐磨處理時，一般只能承受150mg/Nm3的含塵量。為了提高葉片的使用壽命，需采用鋼葉片表面噴焊耐磨層的措施。葉片經(jīng)過耐磨處理后，能承受300350mg/Nm3含塵量。 引風機葉片磨損程度

13、除了與葉片制造工藝、耐磨涂層以及葉型等有密切的關(guān)系，還與煙氣中灰塵的含量過高以及氣流沖擊過分集中等都有很大的關(guān)系。進一步研究分析表明，葉片磨損與葉型及電除塵器效率高低有關(guān)外，還主要與風機轉(zhuǎn)速有關(guān)。某電廠三期引風機轉(zhuǎn)速只有750 rmin(一、二期引風機轉(zhuǎn)速為985rmin，而三期引風機與一、二期引風機具有相同葉片數(shù)，轉(zhuǎn)速比一、二期引風機低了近15。在相同的風機選型條件下，理論與實踐均表明風機葉片的耐磨壽命與風機轉(zhuǎn)子速度的平方成反比，因此，在相同出力條件下，轉(zhuǎn)速較低的風機具有更好的耐磨性。5 結(jié)論 風機是火電廠必不可少的機械設(shè)備，也是電廠鍋爐最重要的輔助設(shè)備之一，其運行狀況對電廠安全經(jīng)濟運行至關(guān)重要。所以要加強對風機