解析火力发电厂锅炉高压头引风机振动问题

贾孝峰

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司发电厂，山西灵石030314）

引言

火力发电厂锅炉高压头引风机结构及所处工作环境较复杂，故障发生率较高，其中引风机振动较为常见，若不及时排除则会引起严重事故[1]，因此，电厂应提高认识，重视引风机振动故障研究工作，做好引风机现场检查及运行参数检测，积极采取有效措施，及时排除振动故障。

1 电厂引风机振动特征

为更好的生产运营，某电厂对原有发电机组进行改造，拆除原增加风机，使用HU25011-22G双级轴流动调风机替换，改造后风机各项参数，如表1所示：

表1 改造后风机各参数

分析发现，锅炉高压头引风机安装时还存在一些不足，一方面，过密封间隙不符合要求，在厂家技术人员指导下，实施轻微打磨后安装。另一方面，出现漏油情况，在运行前更换新液压头。

引风机运行后发现，3A引风机振动较严重，3B引风机振动不明显，以冷态启动，3A引风机振动最大达到1.69 mm/s。锅炉带负荷后，3A引风机垂直、水平振动分别为4.12 mm/s、4.05 mm/s。超过设定值。研究发现，烟气温度提高，振动更为严重，技术人员对现场进行初步分析，认为可能由芯筒和壳体、芯筒和轴承箱支撑强度不足或烟道布置不科学导致，于是使用筋板进行加固，提高支撑强度。

振动分析专家应用专业仪器，对引风机运行参数进行检测，结果发现，3A引风机振动有所缓解，振动值降低至3.98 mm/s。运行两个月后，振动值超过4.0 mm/s，最大为5.0 mm/s。与风机相距400 mm观察振动情况，发现第一级动叶位置有规律的金属剐蹭声音，第二级动叶附近没有异常响动；整体上看风机振动较大，烟道虽有振动，但未超出正常范围；风机基础振动情况稍大于正常情况；风机油站工作温度较高，于是使用风扇帮助散热。3B引风机平时振动不大，但当负荷变化时，振动变大至4 mm/s，引起报警，振动较大时间持续较短。

针对引风机发生的振动情况，电厂组织技术人员对风机的配重进行调整：增加电机和风机空心轴连接螺栓配重，配重重量在1 kg左右。观察发现，风机振动问题并没有明显改善，运行期间3A引风机垂直和水平振动最大值达到6.3 mm/s、3.3 mm/s，振动较为严重，给风机的安全运行造成较大威胁。对比电厂其他锅炉同型号引风机，发现运行中并未出现振动过大现象。

2 引风机振动原因

2.1 叶轮不平衡

叶轮不平衡引起振动的情况分为叶轮有质量缺陷或运行中出现结垢、磨损情况；叶轮安装时质量不过关两种[2]。

通过分析引风机相关数据得知，风机投入时间较短仅为半年，出现结垢、磨损机率较低。但叶轮质量缺陷、安装缺陷不能排除，因此，要求技术人员在停机后，对风机进行全面检修，核对叶轮尺寸参数，发现尺寸、动叶曲线存在异常时，及时更换满足要求部件，整改组合尺寸、器件安装等。另外，静态调试作业时，应保证同一级动叶角度相一致。

2.2 烟风道振动

烟风道气流引起的压力扰动和脉动会导致引风机振动。另外，烟道支架不牢固或破损、烟风道结构设计不合理等，也会引起引风机振动，因此，技术人员应认真检测烟风道系统气流情况。检查烟道固定支架是否存在卡涩、滑动、开裂等质量问题。

从引风机现场情况来看，引风机的烟道振动较小，振动未超过正常范围，都无法引起引风机振动，因此，烟风道引起引风机振动可以排除。

2.3 响动及摩擦

响动及摩擦也会引起引风机振动，包括动静摩擦、联轴器异常、滚动轴承表面损坏、轴承装配不良等。

结合引风机的振动表现应在停机状态下，全面检查引风机的联轴器、轴承安装参数。一方面，检查与分析轴承游隙是否在正常范围，发现异常联系厂家重新装配。同时，将风机轴承磨损情况作为重要内容加以检查，如轴承失效、磨损，如磨损严重，应认真检查润滑油站是否正常运行，发现问题及时解决。如润滑油站运行正常，应检查轴承座清洁度以及原件材质是否符合要求。另一方面，检查动静摩擦情况，如确定为动静摩擦导致的引风机振动，应评估磨损严重程度，及时处理摩擦位置。另外，校对联轴器安装尺寸，确保其处于正常范围。

2.4 转子运动频率与固有振动频率相接近

转子运动频率接近引风机转子固有振动频率，使得引风机在共振作用下发生振动，因此，应检测转子旋转频率与引风机转子固有频率，避免两者接近或相同。通过对该振动风机投入运行后的参数进行分析，得知风机转速与临界转速相差较大，可以排除临界转速造成的引风机振动问题。

通过对引起引风机振动的因素进行分析，对比引风机现场以及运行数据，发现引风机振动振幅并不大，而振速较大，该类问题多由气流扰动引起。同时，检测中还发现了高频22倍频，而引风机叶片刚好22片，该现象同样为气流原因引起。分析引风机运行现场声音，振动由支撑强度不足引发的可能性较大。

3 引风机振动优化措施

通过分析引风机振动表现以及可能引起振动的原因，归纳以下优化措施：首先，认真检查引风机支撑强度，发现薄弱位置时应及时进行加固，保证引风机运行的稳定性[3]。其次，认真检查两级叶片角度是否同步，发现叶片角度异常时，及时进行调整。最后，考虑到3A引风机运行时出现异常响动，检查动静摩擦位置。3B引风机有金属振动声响，该种情况可能因轴承箱或动叶安装问题引起。

4 优化效果

技术人员对引风机支撑强度做加固处理后，微调部分两级叶片，使所有叶片角度均保持一致。同时，认真处理动静摩擦位置。引风机再次运行后，振动过大问题消失，振动在允许范围内[4]。

5 结论

1）火力发电厂锅炉高压引风机振动是否在合理范围内，关系着火力发电厂生产工作的安全性，因此，电厂应提高引风机振动问题的认识，做好引风机振动原因研究，及时排除引起引风机振动的不良因素。

2）引起引风机振动的因素较为复杂，包括叶片不平衡、烟风道固定不牢固、动静摩擦及联轴器、滚动轴承异常、转子频率等都可能引起引风机振动。为及时排除振动故障，应做好引风机相关位置检查，分析引起振动的原因，逐一排除异常。

[1]殷立明.火力发电厂锅炉安装工艺与技术措施研究[J].低碳世界，2017（1）：54-55.

[2]于晓涛.火力发电厂350MW机组引风机高压变频调速技术的应用研究[D].长春：长春工业大学，2016.

[3]崔国智，王刚.火力发电厂锅炉运行优化策略分析[J].山东工业技术，2015（6）：199.

[4]曹胜利.十里泉发电厂6号锅炉高压省煤器改造方案研究[D].北京：华北电力大学，2014.