一次風(fēng)機(jī)動葉開度突降原因分析及處理

王澤方

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源 517000）

1 設(shè)備概況

某電廠二期3#、4#機(jī)新建百萬二次再熱鍋爐每臺配有兩臺豪頓華工程有限公司生產(chǎn)的ANT-2030/1400F 型動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)負(fù)荷是由電廠的控制系統(tǒng)基于鍋爐的負(fù)荷來控制的，來自控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信號傳送到安裝于風(fēng)機(jī)外的電動執(zhí)行器上，電動執(zhí)行器將調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)化為擴(kuò)散器外調(diào)節(jié)臂的機(jī)械運(yùn)動，通過推拉桿來操縱旋轉(zhuǎn)油封閥殼作軸向前后移動，使壓力油通過閥芯油道分別進(jìn)入油缸的后腔或前腔，使活塞隨同控制閥實(shí)現(xiàn)方向和行程相同的位移（略滯后），把調(diào)節(jié)力矩通過導(dǎo)軸傳遞給調(diào)節(jié)盤，執(zhí)行動葉的開大與關(guān)小。動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要由機(jī)械部分和液壓部分組成，機(jī)械部分包括電動執(zhí)行器、調(diào)節(jié)臂、拉叉及輪轂內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。液壓部分主要包括旋轉(zhuǎn)油封、調(diào)節(jié)閥芯和液壓缸體。旋轉(zhuǎn)油封是由高速旋轉(zhuǎn)的軸心和固定不動的殼體在滾動軸承的支撐下組成，將高壓油、回油和潤滑油引出或引入高速旋轉(zhuǎn)的缸體。一次風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 一次風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 運(yùn)行狀況

2022 年3 月8 日23：14 加負(fù)荷過程中（850 MW 升至900 MW），3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度從63%降至14%（控制指令為63%），電流由119 A 降至56 A。一次風(fēng)母管壓力由11.3 kPa降至6.8 kPa，3B～3F 磨煤機(jī)一次風(fēng)量均有下降（3B 磨一次風(fēng)量最低降至111 t/h）。14 s 后3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度開始升至指令值，各參數(shù)恢復(fù)正常，期間3B 一次風(fēng)機(jī)動作正常。就地檢查3A一次風(fēng)機(jī)動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完好且牢固，動作正常。3 月9 日5：20～6：55，3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度又跳變6 次，其中最后一次連續(xù)波動2 次，3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度最低關(guān)至3.4%，一次風(fēng)母管壓力最低降至6.1 kPa，3B 磨一次風(fēng)量最低降至105 t/h。3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度波動總共7 次，期間嘗試將3A 液壓油站液壓油溫由24 ℃升至32 ℃，切換液壓油泵、保持雙泵液壓油泵運(yùn)行，均無效果。

3 處理過程

動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)故障率較高，當(dāng)風(fēng)機(jī)動葉發(fā)生調(diào)節(jié)故障時(shí)，應(yīng)首先檢查接線及控制系統(tǒng)是否正常，若無問題，再查看調(diào)節(jié)臂是否松脫，若未脫落，應(yīng)觀察動作時(shí)拉桿是否動作，如果拉桿動作，則可判斷故障是由于機(jī)械部分松動（包括電動執(zhí)行器），導(dǎo)致調(diào)節(jié)力無法傳輸給旋轉(zhuǎn)油封，此時(shí)應(yīng)檢查傳動軸外部的頂絲、調(diào)節(jié)軸與拉叉連接處的頂絲以及拉叉與旋轉(zhuǎn)油封的連接是否松動。故障發(fā)生時(shí)，若調(diào)節(jié)臂脫落，應(yīng)觀察油壓及流量是否正常，如果壓力偏高及流量偏低，則可以判斷調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)故障，此時(shí)應(yīng)檢查旋轉(zhuǎn)油封、液壓缸及墊片及輪轂內(nèi)動葉調(diào)節(jié)盤的相關(guān)部件，若油壓及流量正常，則可判斷為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)機(jī)械故障，此時(shí)應(yīng)檢查調(diào)節(jié)軸軸承及拉叉連接處是否有卡澀或損壞。在調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)動葉時(shí)，如果液壓缸動作速度明顯滯后于伺服電機(jī)速度，且液壓壓力較低，應(yīng)重新整定溢流閥壓力。若葉片開度不受控制，需檢查旋轉(zhuǎn)油封與拉叉的連接部分以及調(diào)節(jié)軸的摩擦面是否正常。

查閱DCS 運(yùn)行歷史曲線，初步判斷故障范圍為指令線、AO模件、電動執(zhí)行器。確定先易后難的工作思路，即：先緊固接線端子，再查指令線，然后查AO 模件，最后查電動執(zhí)行器，處理過程見表2。

表2 處理過程

4 電動執(zhí)行器故障原因分析

整體更換電動執(zhí)行器后，3A 一次風(fēng)機(jī)動葉波動故障消失，可以判斷導(dǎo)致動葉波動的原因?yàn)殡妱訄?zhí)行器。對電動執(zhí)行器進(jìn)行檢查：①使用信號發(fā)生器測試，執(zhí)行器空載時(shí)運(yùn)行正常，反饋正常，模擬加負(fù)載時(shí)，執(zhí)行器可以正常運(yùn)作；②模擬負(fù)載增加后，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行器不能保持，出現(xiàn)曲柄振蕩現(xiàn)象；③拆解電機(jī)后，可見黑色粉末，疑似自鎖模塊（SLM）的摩擦片粉塵。

自鎖模塊安裝在電機(jī)前段，連接電機(jī)與齒輪系（圖1）。自鎖模塊的主要功能是在電機(jī)斷電時(shí)，鎖住齒輪系保位。當(dāng)電機(jī)接通電源后，自鎖模塊釋放并允許電機(jī)驅(qū)動傳動裝置。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過載或失速將加速自鎖模塊磨損。磨損表現(xiàn)為：當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無法保持位置，這可能導(dǎo)致持續(xù)的開關(guān)振蕩。

圖1 自鎖模塊（SLM）

5 自鎖模塊磨損原因分析及處理措施

5.1 自鎖模塊磨損原因分析

（1）因執(zhí)行器設(shè)計(jì)具有高精度的調(diào)節(jié)能力，指令信號電纜、反饋信號電纜與電動執(zhí)行器電纜在一根鍍鋅管內(nèi)會導(dǎo)致指令信號干擾，造成執(zhí)行器頻繁動作，進(jìn)而加速電機(jī)部位的自鎖模塊的磨損。

（2）風(fēng)機(jī)的油路阻力變大及動葉連接機(jī)械部件存在卡澀時(shí)，會導(dǎo)致按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提供的執(zhí)行器扭矩負(fù)荷加大，加速自鎖模塊的磨損。

5.2 處理措施

采取以下措施：①分離信號線與電源線；②增加對油站油路壓力的監(jiān)測，減少風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)的油路阻力；③建議停機(jī)時(shí)檢查動葉的機(jī)械連接部分，是否有卡澀跡象；④如果后續(xù)還有問題出現(xiàn)，建議更換大型號的電機(jī)及SLM 模塊。

6 結(jié)論

通過對3A 一次風(fēng)機(jī)動葉開度突降的原因排查，確定為電動執(zhí)行器故障導(dǎo)致，更換電動執(zhí)行器后，一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。進(jìn)一步對電動執(zhí)行器進(jìn)行解體檢查，找到電動執(zhí)行器故障原因?yàn)樽枣i模塊失效，分析可能導(dǎo)致自鎖模塊失效的原因，對現(xiàn)場進(jìn)行檢查整改，以避免故障再次發(fā)生。