动叶可调一次风机振动及解决方法

王登香

（大唐淮南洛河发电厂，安徽 淮南 232008）

1 概述

大唐淮南洛河发电厂三期工程2×630 MW机组于2007年底双投，转入商业运行。锅炉由上海锅炉厂生产，型号为SG-1918/25.4-M968，为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉。锅炉采用单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式，平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、П型露天布置。锅炉一次风系统设计2台50 %额定容量的动叶可调轴流式风机，2台一次风机出口为母管制。一次风机为PAF19-13.3-2型，由上海鼓风机有限公司生产，具体参数如表1所示。一次风机作用为：一次风机出口分为2路，一路经空气预热器供热风给磨煤机作干燥剂，并将磨制好的煤粉输送至炉膛；另一路提供压力冷风至磨煤机入口作调节风，以控制磨煤机出口温度，同时还作为磨煤机和给煤机的密封风，防止煤粉外漏。此外，在预热器一次风入口还要引出少量风作预热器上轴承的空气密封。

表1 一次风机及电机参数

2 存在问题

三期工程2台机组从投产以来，B一次风机始终存在振动大的问题。2008年5月，6号机因6 B一次风机振动过大威胁机组安全运行而返厂维修。维修后运行一段时间，又再次出现振动大的现象。

5号机的5B一次风机振动情况略好于6号机，但也存在振动过大的问题，振动频率始终在3～5 mm/s附近，最高达8 mm/s。

机组负荷较低时，当运行磨煤机台数较少及一次风机动叶开度较小时，B一次风机振动较明显。

2.1 一次风机振动分析

引起一次风机振动的确良主要原因如下：

(1) 地脚螺丝松动或基础损坏；

(2) 轴承损坏，轴弯曲、轴磨损；

(3) 叶轮磨损严重，平衡破坏，联轴器松动或中心偏差大；

(4) 叶片损坏或叶片与外壳碰磨；

(5) 风机调整不当，造成失速喘振，或并列运行风机出力严重不平衡发生抢风；

(6) 电机振动大。

通过检查与分析，确定造成5B，6B一次风机振动的不是上述原因，而是设备自身与系统的原因。由于锅炉的2台一次风机并列布置，出口通过母管连接，在正常运行时，2台一次风机出口压力基本一致；在磨煤机全部运行时，2台一次风机的流量也基本一致。但由于负荷的原因，锅炉6台磨煤机不可能同时全部运行，特别是在夜间低负荷时，E，F磨煤机停运时，B一次风机的振动有明显增大迹象。制粉系统的6台磨煤机从东向西依次按B，A，C，E，F，D布置，也就是说A一次风机出口离A，B，C 3台磨煤机较近，B一次风机出口离D，E，F 3台磨煤机较近。在机组负荷较低停运E、F磨煤机时，由于2台一次风机出口压力相同，但风机出口阻力不同，造成B一次风机出口阻力增加，发生振动。

2.2 动叶可调轴流式一次风机结构

一次风机由2级叶轮及进口消音器、进口膨胀节、进气箱以及连接管道、机壳、转子、扩压器、联轴器及其保护罩、液压调节装置及执行机构、液压及润滑供油装置和测量仪表、失速探针、风机出口膨胀节、进出口配对法兰等部件组成。动叶片通过伺服器、调节器和液压缸实现调节。动叶片在运行时通过液压调节机构可以改变叶片的安装角并保持在一定位置上。液压缸的轴线上钻有5个孔，中心孔用于安装位置反馈杆。此反馈杆一端固定于缸体上，另一端通过轴承与反馈齿条连接，反馈齿条做轴向往返移动。反馈齿条带动输出轴，输出轴则与一传递杆弹性连接在机壳上，显示出叶片角度的大小，同时又可转换成电信号引到控制室作为叶片角度的开度指示。另一方面，反馈齿条又带动传动控制滑阀齿条的齿轮，使控制滑阀复位。

2.3 一次风机振动原因

通过对一次风机的结构进行分析发现，在其出口阻力增大的情况下，为了满足系统压力的需要，B一次风机的2级叶片所受的力要远远大于A一次风机叶片所受的力。在长时间运行的情况下，B一次风机连接2级叶片的连杆轴套会发生磨损损坏，影响2级动叶调节的一致性，造成了B一次风机2级叶片动作不一致，使风机的振动增大。

3 解决方法

3.1 合理控制风机出力

在负荷较高时，运行磨煤机台数较多，并列运行的一次风机出口阻力基本一致，所以风机振动相对较小，可不作调整。在机组负荷较低，特别是夜间50 % BMCR负荷时，由于上层磨煤机停运，并列运行的一次风机出口阻力发生变化，此时根据运行磨煤机各风门挡板的开度，可适当通过一次风机出口风压偏置对出口阻力进行调整。在磨煤机风门开度较小时，将偏置向负方向设定，降低风机出口压力，减小风机出力；运行磨煤机则根据对风量的需求，自动开大各风门挡板，这样就减小了风机出口的阻力，同时也降低了风机电耗。

3.2 停运磨煤机保持一定通风量

600 MW等级锅炉的炉膛容积热负荷大，对金属的耐热性能要求较高。上层磨煤机停备后，对应层煤粉燃烧器的通风量将大幅减少，仅靠部分周界风冷却，会使燃烧器受冷却程度不够，导致燃烧器过热变形(见图1)。所以磨煤机停备后，可将冷风门保持一定开度，使燃烧器内通冷一次风，从理论上说其冷却燃烧器的效果要大大优于单纯增加周界风量；同时，也会使B一次风机出口阻力有所减小，但这种方法会使风机电耗有一定增加。

图1 燃烧器过热变形

3.3 改变磨煤机运行组合方式

在低负荷、需停备磨煤机时，为了保证锅炉燃烧的稳定，一般情况下应避免断层燃烧，因而要保持下层4台磨煤机运行，使火焰相对集中。但这种运行方式会导致2台一次风机出口阻力发生偏差，长时间运行会使B一次风机振动增大，所以可换用B，C，D，E 4台磨煤机的运行方式，以消除一次风机出口阻力不一致的情况。

4 结束语

通过现场近1年的实践，根据不同的运行工况进行合理的调整，再也未发生因B一次风机振动过大而影响设备及机组安全运行的事件。总之，在设备出现异常时，技术管理人员应进行技术分析，查找原因，提出科学的、行之有效的解决办法，并通过实践提高分析问题解决问题的能力，提高对设备的认识和设备运行的可靠性，确保设备的安全稳定运行。