火力发电厂引风机动叶卡涩原因分析及处理李昂

火力发电厂引风机动叶卡涩原因分析及处理李昂

李昂

（徐塘发电有限责任公司江苏邳州221300）

摘要：电厂广泛应用的双动叶可调轴流引风机，经常发生叶片卡涩、伺服阀漏油、芯轴弯曲等一系列故障，此类故障严重影响了电厂发电机组的安全、经济、稳定运行。针对此种问题我们对引风机进行了彻底的维护，通过在引风机动叶叶片根部增加T型柔性密封、制定了引风机使用标准及保养制度，避免灰分板结于叶片根部所造成的芯轴弯曲和伺服马达过力矩故障。维护后引风机运行正常、出力稳定，引风机的各项运行参数达到验收时的指标，极大的降低引风机动叶卡涩故障率。

关键字：引风机；动叶可调；卡涩

1引言

江苏徐塘发电有限责任公司7号机组锅炉是上海锅炉厂采用美国燃烧工程公司的转让技术设计制造的亚临界压力、中间一次再热控制、单炉膛∏型露天布置、全钢架悬吊结构、固态排渣型循环炉。风烟系统配置两台双动叶可调轴流引风机，型号为IIU25236—22G，其主要参数见表1-1。

气流由系统管道流入风机进气箱后改变方向，经集流器收敛加速后流向叶轮，电动机动力通过叶轮对气流作功，动叶的工作角度与叶栅距可无级调节，由此可改变风量、风压，满足工况变化需求；气流由轴向运动经叶轮作功后变为螺旋运动，流出的气流经后导叶转为轴向流动，再经扩压器流至系统满足运行要求。

2引风机构造

2.1概述

引风机主要由定子部件和转子部件构成，其主要作用为排出炉膛内产生的烟气,并使炉膛内维持一定的负压,克服尾部烟道内的压力损失。

2.2定子部件

带护轴管的进气箱、带整流罩和后导叶的风机壳、主轴承座（在整流罩中）、扩压器、膨胀节、活节及管路系统等。

2.3转子部件

叶轮、主轴、伺服马达、联轴器、中间轴等。

2.3.1叶轮

叶轮是风机作功的主要部件，为悬臂式，轮毂通过毂盘与主轴联接，由轴头螺母将其紧固在主轴上。动叶角度无级可调，叶片轴安装在轮毂体内，轴上轴向推力球轴承可承受叶片离心力，径向球轴承可承受叶片调节力，自润滑轴套可承载气动力，叶片轴承注油(脂)后可持久润滑，由0型密封圈密封。

2.3.2主轴

左端安装联轴器，右端安装叶轮，双级风机两端均安装叶轮，由滚动轴承支承，径向力由圆柱滚子轴承承受，轴向力由角接触推力球轴承承受。

2.3.3伺服马达

3引风机动叶卡涩原因分析

3.1引风机动叶卡涩情况现状调查

近年来，随着煤炭市场的开放，火电企业纷纷进行燃料的掺配燃烧。锅炉尾部烟气的成分更加复杂，对引风机的出力及可靠性提出了更高的要求。最近，我单位接连发生引风机动叶咬死、引风机伺服阀漏油等故障。在现场搜集到的相关图片如下：

3.2动叶调节原理

轴流风机利用风机安装角的变化，使风机的性能曲线移位。性能曲线与不同的动叶安装角与风道性能曲线，可以得出一系列的工作点。若需要流量及压头增大，只需要增大动叶安装角，反之只需减小动叶安装角。

轴流风机的动叶调节，调节效率高，而且又能使调节后的风机处于高效率的调节区域内工作。采用动叶调整的轴流风机可以避免在小流量工况下落在不稳定工况区内。轴流式风机动叶调整使风机结构复杂，调节装置要求较高，制造精度要求亦高。

3.3动叶卡涩原因分析

1、故障原因

由于叶根转动部分积灰且质地较为坚硬，充满叶根转动间隙，致使叶片转动阻力过大，在40%开度指令位置卡涩。当动叶开度指令继续增大时，伺服阀油压升高，在一、二级动叶芯轴上作用力过大，导致芯轴弯曲，一级动叶开度不同步；同时伺服阀内油压过高导致阀芯内挡块损坏，阀体与阀芯同时转动，致使伺服阀油管缠绕调节拉杆，造成油管与调节拉杆同时损坏，大量液压油泄漏，最终导致设备停运。

因此叶根转动部分积灰，阻力过大是造成设备故障的直接原因。

2、叶根转动部分阻力过大的原因

（1）叶根转动部分积灰板结硬化

锅炉正常运行时产生的灰分，形态上是松软的，即使局部存在灰分堆积，应表现为疏松特征，但事实上存在于叶根部位的积灰质地较为坚硬，结合设备的运行状态，作出如下分析：

燃料中含有一定的硫分，燃烧后在烟气中存在SO2气体，SO2进一步氧化生成SO3气体，SO2气体与烟气中的水蒸汽产生硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的存在，使露点提高（当硫酸蒸汽浓度为10%时，露点高达190℃）。引风机工作温度约110℃左右，在此环境下为硫酸蒸汽结露创造了条件，而叶片根部由于轴承冷却风的存在，温度水平更低，更加容易发生硫酸蒸汽结露，当硫酸液体融入灰分后导致灰分板结硬化。

理论上燃料中硫分越高，燃烧后产生的SO2气体越多，其转换为SO3的气体也越多，同时产生的硫酸蒸汽浓度越高，露点相应提高，尾部烟道设备的结露、腐蚀的可能性越大，叶片及轮毂均表现明显腐蚀特征。现对2015年8月至2016年4月期间7号炉入炉煤统计如表3-1

统计区间内平均硫分1.21%，月最低硫分1.11%，月最高硫分1.37%，远大于锅炉设计燃煤硫分值<0.8%的要求。

因此，燃煤硫分含量过大是造成灰分板结硬化的主要原因。

(2）风机结构上设计不合理。

风机设计上叶根转动部分密封较简单，仅设置一道刚性密封，而叶片根部由于轴承冷却风的存在，温度水平更低，更加容易发生硫酸蒸汽结露，当硫酸液体融入灰分后进入密封间隙，导致灰分板结硬化，堵塞转动间隙，叶片转动阻力增大。

因此，风机密封结构不合理是造成叶片转动阻力过大的重要原因。

3.4暴露问题

1、燃煤硫分超标，烟气中SO2气体含量过大，生成的硫酸蒸汽量过多，导致烟气露点升高，当硫酸液体与灰分混合后，造成灰分的板结硬化。

2、风机设计上存在缺陷。由原来的静叶调节改造为双级动叶调节后，一级动叶调节通过连接一、二级动叶的芯轴实现，因轴系过长易过载导致芯轴弯曲，对一级动叶的工作条件要求较高。设计上叶片根部转动部分密封结构不合理，缺乏有效的防止进灰的措施。

3、运行中出现动叶不能调节时，不可强行调节（增大开度指令），否则容易造成故障扩大化。

4.防范措施

1、降低入炉煤含硫量，控制入炉煤硫分<0.8%，从根本上消除灰分板结硬化条件，可有效防止叶片卡涩。

2、对叶根转动部分进行密封优化改造，提高密封效果，防止运行中转动部分卡涩或将风机更换为静叶可调变频风机，可避免叶片角度频繁调节。

3、运行中出现动叶卡涩时，及时通知机务及热控人员，查明卡涩的原因，制定合理方案，控制故障范围。

4、风机停运后，每班次启动油站操控风机叶片由关闭到最大开度再到关闭动作循环二次。

5.结论

通过对徐塘电厂引风机叶片根部新增密封，控制入炉煤硫分，加强停运时间内定期活络动叶等措施，达到预期效果，引风机动叶无卡涩故障发生。

参考文献：

[1]徐塘发电有限公司锅炉检修规程[M].李峰.江苏徐塘发电有限责任公司2016

[2]轴流风机的动叶摆动故障[J].高波.华北电力技术.2007(S2)

[3]《大型锅炉装置及其原理》[M].田之平.上海交大出版社

[4]300MW火力发电机组丛书燃煤锅炉机组[M]中国电力出版社1999