增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)大原因分析及預(yù)控措施

宋峰++趙明

摘要：在發(fā)電企業(yè)輔機(jī)振動(dòng)一直是困擾，檢修人員的一個(gè)難題。本文介紹了神華國(guó)華準(zhǔn)電公司#3機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)大故障現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)增壓結(jié)構(gòu)的分析，振動(dòng)形勢(shì)、頻譜一級(jí)振動(dòng)的變化趨勢(shì)，判斷出風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的原因?yàn)檎J(rèn)為此次故障的直接原因?yàn)槿~輪壓板螺栓部分?jǐn)嗔?、松?dòng)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大，其次根本原因?yàn)镚GH蓄熱元件部分堵塞，造成系統(tǒng)阻力變大，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)氣流不均，導(dǎo)致風(fēng)輪振動(dòng)增大并加以處理。避免了事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)提出相應(yīng)的預(yù)防控制措施，為以后設(shè)備檢修維護(hù)積累了不少寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也希望能對(duì)同類(lèi)型設(shè)備振動(dòng)處理有所幫助，以提高設(shè)備的可靠性。

【關(guān)鍵詞】：增壓風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；原因

中圖分類(lèi)號(hào)： TK17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

增壓風(fēng)機(jī)又稱脫硫風(fēng)機(jī)，是用于克服FGD（煙氣脫硫）裝置的煙氣阻力，將原煙氣引入脫硫系統(tǒng)，并穩(wěn)定鍋爐引風(fēng)機(jī)出口壓力的主要設(shè)備。它的運(yùn)行特點(diǎn)低壓頭、大流量、低轉(zhuǎn)速，是保證脫硫系統(tǒng)運(yùn)行性能和可靠性的重要設(shè)備。

2013年8月18日，準(zhǔn)電公司#3增壓風(fēng)機(jī)突然因振動(dòng)大報(bào)警且呈存在增長(zhǎng)趨勢(shì)而緊急停運(yùn)，停運(yùn)后解體檢查發(fā)現(xiàn)葉輪壓板螺栓發(fā)生部分?jǐn)嗔?、脫落，通過(guò)對(duì)設(shè)備的檢修質(zhì)量、運(yùn)行情況進(jìn)行分析，提出預(yù)防AN系列軸流通風(fēng)機(jī)風(fēng)輪壓蓋螺栓松動(dòng)、斷裂的措施及改善方法。

2 設(shè)備概況

國(guó)華準(zhǔn)電鍋爐所配用的增壓風(fēng)機(jī)是成都電力機(jī)械廠制造的單級(jí)布置前導(dǎo)葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)型號(hào)為AN40e6（v19-1°），其主要由進(jìn)氣箱、大小集流器、進(jìn)口導(dǎo)葉、機(jī)殼裝配、轉(zhuǎn)動(dòng)組（傳扭中間軸、聯(lián)軸器、葉輪、主軸承裝配）、擴(kuò)壓器、冷風(fēng)管路和潤(rùn)滑管路等組成。風(fēng)機(jī)工作時(shí)，氣流由風(fēng)道進(jìn)入風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱，經(jīng)過(guò)收斂和預(yù)旋后，葉輪對(duì)氣流作功，后導(dǎo)葉將氣流的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向運(yùn)動(dòng)，并在擴(kuò)壓器內(nèi)將氣體的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)所需的靜壓能，從而完成風(fēng)機(jī)的工作過(guò)程。

3 故障概述

3.1 故障現(xiàn)象及處理過(guò)程

2013年8月18日20：26，接運(yùn)行人員通知#3機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)水平振動(dòng)4.2mm/s，接近報(bào)警值4.6mm/s并且有波動(dòng)增大趨勢(shì)。使用手持振動(dòng)測(cè)量表對(duì)振動(dòng)進(jìn)行就地實(shí)測(cè)為4.6mm/s，與上位機(jī)顯示一致。首先通過(guò)對(duì)#3、#4機(jī)組GGH的差壓曲線對(duì)比，發(fā)現(xiàn)#3機(jī)組GGH差壓為0.9kpa，與#4機(jī)組GGH差壓（0.4 kpa）相比較大，對(duì)#3機(jī)組GGH進(jìn)行沖洗后振動(dòng)值無(wú)明顯變化，仍然呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。其次考慮到串聯(lián)風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度不均會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速振動(dòng)，將引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度與增壓風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度進(jìn)行重新匹配，增大增壓風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度，減小引風(fēng)機(jī)開(kāi)度，#3增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)變化仍無(wú)明顯改善。

組織相關(guān)專業(yè)人員對(duì)#3增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)曲線監(jiān)測(cè)并對(duì)振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，振動(dòng)無(wú)低頻分量，振動(dòng)分量主要以1X為主，其選頻分量占52%，同時(shí)倍頻成分較多，2X-12X部分分量占到1X峰值的一半，其中以12X分量較明顯；從時(shí)域波形圖中觀察，無(wú)明顯沖擊力存在，且Peakvue值很小，結(jié)合振動(dòng)增大時(shí)軸承溫度的變化曲線，說(shuō)明軸承自身并無(wú)缺陷發(fā)生。對(duì)比振動(dòng)增大前的頻譜發(fā)現(xiàn)振動(dòng)增大主要體現(xiàn)在倍頻分量的增加。

3.2 振動(dòng)原因分析

風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪安裝為懸臂結(jié)構(gòu)，首先風(fēng)輪按照輪軸配合為2900H7/J16（-1.5-6.8絲）間隙將風(fēng)輪安裝在軸上，然后用法蘭壓蓋將六條M30的8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓用1200N.m的力矩固定在軸端，并將止動(dòng)片折彎止動(dòng)。由其結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，風(fēng)輪、軸、風(fēng)輪壓盤(pán)及六條M30的8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓是此故障的關(guān)鍵部件，由于葉輪壓板螺栓部分螺栓斷裂、松動(dòng)，增壓風(fēng)機(jī)隨機(jī)組負(fù)荷變化，風(fēng)量波動(dòng)，風(fēng)機(jī)振動(dòng)呈劣化加重趨勢(shì)。

通過(guò)與#4機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)比，進(jìn)一步分析：

機(jī)組負(fù)荷 GGH差壓（KPa） 增壓風(fēng)機(jī)電流（A） 增壓風(fēng)機(jī)出口壓力（KPa）

#3機(jī)組 #4機(jī)組 #3機(jī)組 #4機(jī)組 #3機(jī)組 #4機(jī)組

330MW 0.80/0.75 0.41/0.52 301.60 245.64 2.95 2.06

300MW 0.82/0.70 0.38/0.47 272.35 226.32 2.47 1.81

265MW 0.63/0.61 0.30/0.37 243.81 200.83 2.32 1.41

250MW 0.50/0.51 0.36/0.44 219.28 216.53 1.94 1.69

200MW 0.42/0.44 0.25/0.29 206.53 182.55 1.70 1.01

#3、#4機(jī)組同工況下GGH差壓、增壓風(fēng)機(jī)電流以及增壓風(fēng)機(jī)出口壓力對(duì)比，在同工況下，#3GGH壓差比#4GGH壓差大1倍，#3增壓風(fēng)機(jī)電流比#4大50A，同時(shí)增壓風(fēng)機(jī)出口壓力#3比#4大1kpa。結(jié)合解體情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，#3GGH堵塞，長(zhǎng)時(shí)間維持在0.7Kpa的水平，導(dǎo)致增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)阻力增大，在長(zhǎng)周期大負(fù)荷運(yùn)行的工況下，葉輪與軸承箱連接螺栓發(fā)生疲勞斷裂。由于6條螺栓兩兩之間使用雙耳止動(dòng)墊圈進(jìn)行防退，其中有1條螺栓斷裂就會(huì)使另1條螺栓止動(dòng)墊圈止退功能失效，發(fā)生逐條松動(dòng)脫落。

綜合以上分析：我們認(rèn)為此次故障的直接原因?yàn)槿~輪壓板螺栓部分?jǐn)嗔选⑺蓜?dòng)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大，其次根本原因?yàn)镚GH蓄熱元件部分堵塞，造成系統(tǒng)阻力變大，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)氣流不均，導(dǎo)致風(fēng)輪振動(dòng)增大，使葉輪壓盤(pán)螺栓松動(dòng)，葉輪與軸產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)風(fēng)輪壓盤(pán)螺栓施加間歇性外力，再加可能進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行，最后導(dǎo)致葉輪壓盤(pán)螺栓震松或震斷，最終造成螺栓斷裂、松動(dòng)。

4 預(yù)控措施

1 嚴(yán)把備件質(zhì)量管。對(duì)于重要部件，尤其是承受載荷的螺栓（如葉輪壓板螺栓、聯(lián)軸器連接螺栓等）一定要保證其強(qiáng)度等級(jí)，嚴(yán)格按照廠家說(shuō)明的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行采購(gòu)。

2 嚴(yán)把檢修質(zhì)量關(guān)。檢修安裝階段一定要按照安裝圖紙和安裝指導(dǎo)書(shū)要求的安裝力矩對(duì)傳扭螺栓進(jìn)行緊固，以防發(fā)生螺栓力矩不足，傳遞載荷能力下降，或力矩過(guò)大，造成螺栓出現(xiàn)損傷，強(qiáng)度等級(jí)下降，無(wú)法滿足強(qiáng)度要求。

3 嚴(yán)把設(shè)備維護(hù)質(zhì)量，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，發(fā)現(xiàn)存在異常及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證系統(tǒng)流道通暢無(wú)阻力。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次#3增壓風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障成功處理，為以后設(shè)備檢修維護(hù)積累了不少寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也希望能對(duì)同類(lèi)型設(shè)備振動(dòng)處理有所幫助，以提高設(shè)備的可靠性。

[1]趙軍.脫硫增壓風(fēng)機(jī)控制對(duì)爐膛負(fù)壓的影響分析與控制優(yōu)化[J].中國(guó)電力，2008，2，10-11

[2]葉勇健 引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合二為一模式的探討[J].華東電力，2007，11，026