630MW 火電廠脫硫增壓風(fēng)機(jī)損壞事故原因分析及處理

封梁

（華電廣西能源有限公司，廣西 南寧市 530029）

1 事故概況

增壓風(fēng)機(jī)是用于克服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)是低壓頭、大流量、低轉(zhuǎn)速[1]。 某廠1 號(hào)機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)為丹麥Howden 公司生產(chǎn)的ANN 型動(dòng)葉可調(diào)、軸流式增壓風(fēng)機(jī)，設(shè)備型號(hào)為ANN-4480/2240B，葉輪直徑4480mm，葉片數(shù)量為10 片，轉(zhuǎn)速749.5r/min。2013 年12 月，1 號(hào)機(jī)組脫硫增壓風(fēng)機(jī)大修完畢并進(jìn)行試運(yùn)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)數(shù)秒后從中心筒處突然發(fā)出碰撞異響，葉片安裝孔蓋飛出，試運(yùn)人員立即就地按事故按鈕停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行。事后檢修人員進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查，確認(rèn)風(fēng)機(jī)葉片全部損壞，風(fēng)機(jī)內(nèi)部其他零部件也有不同程度損傷。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

該型號(hào)增壓風(fēng)機(jī)主要由靜態(tài)件和旋轉(zhuǎn)件組成（見(jiàn)圖1），其中靜態(tài)件包括進(jìn)氣箱、葉輪機(jī)殼和擴(kuò)散器，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的主軸安裝在位于進(jìn)氣箱內(nèi)筒內(nèi)的軸承箱上，葉輪機(jī)殼位于進(jìn)氣箱和擴(kuò)散器之間，機(jī)殼內(nèi)表面為機(jī)加工面，擴(kuò)散器與葉輪機(jī)殼相連接，作用是將風(fēng)機(jī)動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，擴(kuò)散器安裝在滑軌上，這樣在檢修時(shí)可軸向移動(dòng)擴(kuò)散器。旋轉(zhuǎn)件包括主電機(jī)、聯(lián)軸器、輪轂、液壓調(diào)節(jié)裝置、葉片等，主電機(jī)和風(fēng)機(jī)主軸之間通過(guò)撓性聯(lián)軸器連接，主軸連同徑向和推力軸承一起安裝在進(jìn)氣箱的內(nèi)筒內(nèi)，輪轂與主電機(jī)分別位于主軸的兩端，液壓調(diào)節(jié)裝置也安裝與主軸上，葉片安裝到樞軸上，輪轂內(nèi)部調(diào)節(jié)部件可將液壓活塞的調(diào)節(jié)動(dòng)作傳遞給葉片，通過(guò)葉輪機(jī)殼上的檢修門(mén)可以更換葉片[2]。

經(jīng)檢查，事故造成風(fēng)機(jī)部件損壞情況較嚴(yán)重：10 個(gè)葉片全部從葉柄軸上脫落，葉片均出現(xiàn)斷裂、變形，如圖2 所示。葉柄軸均不同程度彎曲，葉柄軸上的螺紋均有不同程度的損傷，如圖3 所示。風(fēng)機(jī)軸承箱共32 顆定位地腳螺栓全部被剪切斷裂，軸承箱移位，自由端軸承保持架斷裂、自由端迷宮密封破碎、旋轉(zhuǎn)油封連桿變形、液壓缸滑閥彎曲變形、軸承箱回油短管變形、軸承箱支撐方鋼開(kāi)裂，風(fēng)機(jī)外殼有部分被打變形。

圖1 增壓風(fēng)機(jī)部件圖

圖2 損壞的葉片

圖3 葉柄軸螺紋上剝離下來(lái)的葉片螺牙

3 原因分析及處理

3.1 原因分析

該廠1 號(hào)機(jī)組大修期間，按照檢修項(xiàng)目計(jì)劃安排，對(duì)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行解體大修，在拆卸風(fēng)機(jī)葉片過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)A3 葉片內(nèi)牙有滑絲現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)葉柄軸螺紋正常。為防止內(nèi)牙滑絲造成葉柄與葉柄軸連接處受力不均衡，經(jīng)技術(shù)人員研究分析，將A3 葉片外送進(jìn)行加工修復(fù)，修復(fù)完成后，在Howden 公司廠家指導(dǎo)下進(jìn)行了回裝，回裝過(guò)程未發(fā)現(xiàn)任何異常。

事故發(fā)生后，從損壞葉片的斷口和內(nèi)螺紋看，10 個(gè)葉片中唯有A3 葉片斷口有十分明顯的碰磨痕跡且內(nèi)螺紋損傷程度最輕，表明A3 葉片在增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用，最先甩飛脫落，其脫落后又將其它葉片打壞，并在葉輪機(jī)殼內(nèi)造成其它零部件的損毀。

經(jīng)分析，A3 葉片脫落的原因?yàn)槿~片外送加工修復(fù)工藝質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致，葉片內(nèi)牙滑絲修復(fù)采用球墨鑄鐵鑄件焊補(bǔ)工藝，螺紋螺牙深度和強(qiáng)度不夠，在應(yīng)力和變形作用影響下，葉片內(nèi)牙與葉柄軸之間的咬合力變差，導(dǎo)致A3 葉片隨輪轂高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力作用下被甩飛，發(fā)生損壞事故。

3.2 處理措施

為確保按時(shí)完成并網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃，該廠將搶修工期定為10 天，鑒于從原廠家購(gòu)買(mǎi)備件采購(gòu)周期長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月，無(wú)法滿足工期要求，經(jīng)多方調(diào)研，確認(rèn)周邊某電廠增壓風(fēng)機(jī)型號(hào)與本次事故風(fēng)機(jī)相同，且已實(shí)施引風(fēng)機(jī)增容改造，改造后取消原增壓風(fēng)機(jī)，拆卸后在廢品庫(kù)等待報(bào)廢，立即安排專人前往該廠借用兩臺(tái)待報(bào)廢的增壓風(fēng)機(jī)輪轂、軸承箱、葉片等。由于待報(bào)廢的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)輪轂是整體拆卸且有部件損壞情況，因此回廠后立即組織兩個(gè)搶修隊(duì)，一隊(duì)負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)生事故的風(fēng)機(jī)進(jìn)行搶修，拆卸損壞部件，檢查風(fēng)道支撐及煙道壁；另一隊(duì)拆卸借來(lái)的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)輪轂等部件，組裝成一臺(tái)完好的輪轂和軸承箱。

完成借用部件的拼裝后，再用新拼裝的輪轂和軸承箱更換原損毀的輪轂和軸承箱，并在Howden公司技術(shù)人員指導(dǎo)下完成葉片配重、葉片角度校核、葉片與外殼間隙調(diào)整、對(duì)輪找中等工作，同時(shí)檢查電機(jī)軸瓦及軸承箱、液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)情況。電機(jī)空載試驗(yàn)一次合格，搶修完成后增壓風(fēng)機(jī)一次試運(yùn)成功，振動(dòng)值小于0.08mm，軸承溫度小于80℃，軸承溫升等各項(xiàng)試運(yùn)指標(biāo)合格。

4 注意事項(xiàng)

4.1 規(guī)范檢修管理，從檢修項(xiàng)目制定、檢修單位選取、檢修質(zhì)量控制等方面彌補(bǔ)漏洞。對(duì)入廠參加機(jī)組檢修的檢修單位人員，除了嚴(yán)格進(jìn)行資質(zhì)審查、培訓(xùn)考試外，還要對(duì)重大項(xiàng)目、主要設(shè)備的檢修進(jìn)行全面詳細(xì)的安全技術(shù)交底。

4.2 嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待重大缺陷的處理，認(rèn)真制定處理方案，對(duì)處理流程要進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，外送加工工藝要組織討論并嚴(yán)密論證，加工過(guò)程要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，加工件認(rèn)真組織驗(yàn)收，對(duì)葉片螺紋進(jìn)行尺寸測(cè)量、金相組織檢查和硬度檢測(cè)。

4.3 加強(qiáng)設(shè)備定期檢測(cè)工作，做到逢停必檢，停機(jī)期間對(duì)葉片頂部與煙道間隙測(cè)量，采用扭力扳手檢查、把緊軸承箱地腳螺栓，對(duì)增壓風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行無(wú)損探傷，發(fā)現(xiàn)裂紋的安全隱患及時(shí)處理。

4.4 運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)振動(dòng)值的監(jiān)視，避免風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度大幅調(diào)節(jié)，尤其在調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度時(shí)注意調(diào)節(jié)速度控制，防止由于氣流變化使葉柄軸應(yīng)力集中造成金屬疲勞。改進(jìn)增壓風(fēng)機(jī)中心筒密封風(fēng)系統(tǒng)，確保輪轂內(nèi)部清潔。

4.5 可考慮在機(jī)組超低排放改造中對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容，取消增壓風(fēng)機(jī)，以簡(jiǎn)化風(fēng)機(jī)的控制。

5 結(jié)語(yǔ)

丹麥Howden 的ANN-4480/2240B 風(fēng)機(jī)是600MW等級(jí)火電機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)的典型型號(hào)，該廠發(fā)生的增壓風(fēng)機(jī)葉片損壞事故也具有典型特征，既有檢修質(zhì)量方面的原因，也有檢修管理方面的因素。從檢修質(zhì)量來(lái)說(shuō)，增壓風(fēng)機(jī)作為大功率風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分葉柄軸與葉片、輪轂與葉柄軸等應(yīng)力較為集中的部位容易發(fā)生磨損和金屬疲勞等情況，在檢修時(shí)拆卸、保養(yǎng)、安裝全過(guò)程必須做好質(zhì)量控制，按照工藝標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展檢修工作。從檢修管理方面來(lái)說(shuō)，重大缺陷要按照規(guī)范化管理程序進(jìn)行報(bào)告、研究、分析和處理，在選取檢修單位時(shí)要提出資質(zhì)要求，既要對(duì)檢修隊(duì)伍進(jìn)行技術(shù)交底，還要提前進(jìn)行技術(shù)摸底，擇優(yōu)選用，確保檢修質(zhì)量。