习水电厂脱硝稀释风机振动大原因分析及处理

赵刚

摘要：自2016年八月以来，陆续发现1-4号机组脱硝稀释风机振动值偏大，有些甚至达到230μm，但一直未能找到更好的办法彻底解决，这严重影响脱硝系统的安全运行，2017年三月，热机检修部成立攻关小组，自3月5日至3月28日，经过前后23天的综合治理，成功地解决了8台稀释风机振动大这一难题。

关键词：稀释风机；振动大；加固

习水电厂总装机容量为4×135MW，2015年脱硝系统投运，脱硝采用选择性非催化还原法（SNCR）工艺，脱硝还原剂采用尿素制氨设备，浓度约50%的尿素溶液被输送到尿素水解反应器内，饱和蒸汽通过盘管的方式进入水解反应器，水解反应器中产生出来的含氨气流首先进入计量模块，然后与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合稀释，最后进入氨气-烟气混合系统。

一、稀释风机系统原理

每台锅炉设两台100%容量的离心式稀释风机，出力为3600m3 / h，一运一备。设一套氨/空气混合系统，用于SCR反应器的氨与空气的混合。SCR脱硝系统采用的NH3还原剂，其爆炸极限（在空气中体积%）15%一28 %，为保证氨（NH3）注入烟道的安全性和混合的均匀性，采用稀释风机将氨浓度降低到爆炸下限以下，控制在5%以内。

二、稀释风机存在的问题及处理措施

自2016年八月以来，陆续发现1-4号机组脱硝稀释风机振动值偏大，有些甚至达到230μm，稀释风机为脱硝喷氨最重要的辅机，一旦出现故障会影响机组负荷和环保NOx超标，严重者将造成机组非计划停运，问题的严重性和重要性显而易见。

现对稀释风机存在的问题及处理技术分析如下：

第一个因素是稀释风机支撑的平台刚度差，稀释风机支撑在送风机出口风道支吊架的钢构架上，运行中受送风机风道振动影响使整个平台发生振动，这是导致风机振动大的一个因素之一，这种支撑方式远比支撑在水泥平台上的稳定性差得多，此问题为共性，每一台风机都存在但又无法解决，只能通过消除其它因素来达到综合解决稀释风机振动大这一难题。

第二个因素是稀释风机轴承支撑座为∠40×3角钢制作而成的呈长方体的框架，本身刚度较差，这也是8台风机的共性问题，是造成风机振动大的重要因素之一，与第一个因素属于同一种属性，都是属于“支撑不牢固”。针对这个问题，采取的方法是加固，用∠40×3角钢对支撑座框架在立体各个方位进行加固，以增强其稳定性。原厂家在安装时制作的框架也是五花八门，结构并不完全一样，所以稳定性也不一样，这些在加固时会根据每台风机的不同情况进行特殊处理，但最终目的是使框架在立体各个方位上受力更加稳固。处理振动问题有时候比较困难，但第一步一般是考虑支撑是否牢固，所以在处理的第一台风机（#1炉B侧）除了加固轴承座框架、重新调整中心等之外，还把轴承框架直接分六个支撑点全部焊接在送风机的钢构架平台上，试图使轴承座框架更加稳固，因为原设计的轴承座框架与送风机钢构架平台之间是弹性软支撑，这种弹性支撑可能会造成风机的振动加大，但按此方法处理后风机振动也只是由原来的210μm下降到70μm，无法满足要求，故决定在处理技术还未成熟之前，暂时维持#1炉B侧风机运行，待另想办法。事实上，在经过#2、#3、#4炉各台风机处理完成后又倒过来处理#1炉B侧风机时才发现上述的观点并不全面，轴承座框架加固方式是正确的，轴承座框架弹性软支撑方式也是正确的，但轴承座框架直接焊接在送风机钢构架平台上是错误的，当然经过曲折的多次处理后的#1炉B侧风机最终振动为35μm。

第三个因素是稀释风机本体刚度差，稀释风机蜗壳使用的钢板较薄（δ=10），无独立支撑架，蜗壳直接焊接在轴承座构架上，风机运行时蜗壳受到气流冲击产生振动反过来影响轴承座，导致整台风机振动增大，此问题也是所有风机的共性问题，处理过程也相当曲折，因为之前无法判断蜗壳对振动是否有影响或者影响到底有多大，所以在处理第一台的时候（#1炉B侧）人为地把蜗壳和轴承座框架分开，试图降低蜗壳对振动的影响，但带负荷启动后出现了转子与蜗壳的动静摩擦，原因是蜗壳里的介质是高温烟气，受热后向上膨胀而轴承座并没有同步膨胀，只好又恢复原设计将蜗壳焊接在轴承座框架上。在处理第二台风机（#4炉A侧）时吸取了#1炉B侧的教训，没有将轴承座框架焊接在送风机平台上，也没有将蜗壳与轴承座框架分开，而是用∠45×3的角钢对蜗壳进行加固，目的是增强其刚度，实际上是提高蜗壳的自振频率，启动运行后振动值由110μm直接降到70μm，因此判断蜗壳的刚度对风机振动影响较大。但70μm无法达到要求，第二步直接在现场做风机动平衡试验，共加配重44克，启动运行后振动值为46μm，这样的振动值虽然合格但不优秀。对#4炉A侧处理后进行的总结认为，蜗壳加固后振动明显下降，动平衡后振动也有明显下降，这两个因素肯定是造成风机振动大的重要因素。

第四个因素显然是动平衡问题，对于#4炉A侧和#3炉的A侧、B侧风机，由于在之前发生过氨气倒流进入风机的情况，致使风机叶轮腐蚀而产生不平衡，在之后其它风机的处理总结中也充分说明了这一点，有些风机没有被氨气腐蚀过，不需要做动平衡而通过解决其它的问题也可以使振动下降，但有些风机即使叶轮没有被腐蚀也可能存在固有的不平衡，这必须通过动平衡试验来解决。

第五个因素是稀释风机联轴器中心的影响，这里又包含两个方面，一是稀释风机对轮中心存在偏差，比如#1炉B侧风机中心下张口360μm电机轴低250μm；#3炉B侧风机厂家在安装的时候没有按规范进行找中心，下张口达到650μm而且电机轴高出150μm，故调整的时候只好通过抬高风机侧的轴承座高度才能满足要求等等，联轴器中心偏差也是各台风机的共性问题，基本上每台风机在处理过程中都存在不同的偏差，而且都进行了重新调整。稀释风机联轴器中心的第二个方面是联轴器联接螺栓不规范，原设计应该是橡胶弹性圈式的螺栓，但检查发现都是尼龙棒加工而成，弹性效果不好，有些螺栓直接用普通的雙头螺栓连接，这是典型的低级错误，这些因素背离了风机的设计初衷，无法使联轴器得到缓冲，当然所有的联轴器螺栓已经按要求进行了更换。

第六个因素是台板垫片不规范，有些电机支撑脚下面有许多的锈块或杂物，导致电机支撑不稳固。有些电机的四个脚由于垫片厚度计算有误，存在跛脚现象，比如#2炉的B侧风机最为严重，由于原设计的电机四个脚本身存在跛脚，原安装时为了克服这个跛脚而在乙侧前脚多加了一块300μm的垫片，但这块垫片不仅加的厚度不对，而且是用设备名牌剪下的宽度只有10毫米左右的垫片，由于接触面太小，造成了更大的振动隐患。

第七个因素是轴承损坏，例如2号炉B稀释风机，排除上面各种因素后，启动运行依然振动大，进行动平衡试验发现其振动不规律，推力端垂直方向振动偏大，怀疑其推力端轴承损坏，但运行中用听针诊断也无法判断该轴承有异常声音，解体后发现该轴承弹道表面存在许多麻点缺陷，当然，更换轴承后振动立即好转，降到25μm。

三、结束语

从这次稀释风机处理的全过程看，现场的一部分检修人员或技术人员明显暴露出理论功底不足或者现场经验不丰富两方面的短板，理论功底问题需要不断翻阅一些技术书籍，现场经验问题需要经常深入一线才能积累，但缺某一方面都不利于技术水平的提高，技术的学习必须全方位投入。

（作者单位：贵州西电电力股份有限公司习水发电厂）