离心式一次风机叶片损坏的分析

于锦洋 牛江昊

（山东省威海市威海豪顿风机股份有限公司 山东威海 264400）

1 前言

一次风机承载着为煤粉锅炉送粉以及提供主动力的重任。一次风机RB若发生故障或存在隐患，或者其它人为无法观察的问题，就会造成锅炉全炉膛燃料丧失的事故，因此确保一次风机本体处在正常的状态并对其进行运行情况进行严格而周密的观测，对锅炉和厂区生产安全而言也是意义重大。

造成风机叶片断裂的原因具备复杂性，一是风机频繁失速后，随即产生的应变力而发生断裂；二是设备在气流脉动长期影响下，造成叶片共振，最终叶片因高负荷运转而造成疲劳断裂；三是源自于工艺生产方面，例如叶片冶金质量不过关存在断裂的隐患。

2 系统及事件简介

为了得出风机叶片损坏的具体原因，本文以某厂发生的真实案例进行分析。该厂机组容量为350MW，配置有若干台具备较好性能和崭新的离心式一次风机。该风机叶轮配置时间为基建阶段，自基建后运行相对正常，未进行更换过和变频改造。

风机系统的构件往往众多且彼此之间有着紧密的关联系，它主要包含了入口消音器、入口风箱、入口调节挡板及其它零部件。该厂风机系统在发生故障前，机组负荷维持在300MW，而且运转无异常情况；事件发生时，B一次风机电机出现速断保护致使风机造成非人为跳闸。

3 现场检查情况检查发现

通过深入而周密的检查发现B一次风机机壳出现变形，风机地脚螺栓发生松动情形，风机驱动端轴承座损坏，叶轮前盘局部断裂，连同两只叶片脱落，叶轮变形，风机出口的挡板门也出现了一定程度的损坏。

此外，对一次风机电机返厂检测发现：电机主轴弯曲0.07mm/m，电机冷却风扇扭曲变形。叶轮材质在经过检查后，发现前盘和叶片的材质均为16Mn；焊缝成分与叶片及前盘的材质大致一样。叶轮断裂区的硬度相比故障发生前，也发生了一定的物理变化。

4 损坏原因分析

4.1 机组跳闸原因分析

B一次风机叶轮在出现损坏情况后，致使风机在转动过程中受阻严重，此时电机发生速断保护行为，造成风机跳闸。同时，在跳闸后磨煤机对应燃烧器送粉能力急速下降，造成燃料量急剧减少，使得锅炉燃烧出现异常不稳定，达到锅炉MFT保护动作值。

4.2 风机叶轮损坏的原因分析

4.2.1 一次风机跳闸前各设备的运行情况和参数情况均保持稳定无异常；同时，风机消音器至风机入口风道完好，检查风机内部无异物，说明风机叶轮的损坏的情况，和遭受外力打击或人为操作不当没有关系。

4.2.2 叶轮前盘开裂处受力分析：从风机叶轮的结构分析，在气流等外界因素的影响下，叶轮前盘外沿部分，所承受的气动力最大。因为气流通常情况下是呈现出波动状态的，因此就存在较大且不可控的交变应力。

基于叶片和前盘的布置结构和气流流动方向分析，前盘承受的应力为拉应力，同时焊缝处的交变拉应力也是最大的。加上叶片的高度比前盘的位置略低，前盘与叶片两者之间，在焊缝处存在结构方面的变化，加入在此位置上无圆滑过度和焊缝咬边等焊接缺陷，就会存在一定的应力集中。

5 避免离心式一次风机损害的预防措施

综上所述，离心式一次风机出现损害后，会造成不可估量的危害，因此在日常使用和保养中要加强保养力度。在预防离心式一次风机损坏方面，可从以下几个方面入手：一是根据实际情况及时更换地脚螺栓、联轴器、风机主轴以风机电机侧轴承座等。二是对一次风机叶轮焊缝部位进行全面维检，并进行着色探伤处理，发现局部有咬边现象要及时进行研磨圆滑过渡。此外还要择机实施系统化的检查、探伤其它机组一次风机叶轮焊缝，及其热影响区。三是重视“离心式风机的叶轮检查”，同时加强探伤工作，将其列入常态化工作的重点事项，对其进行密切跟踪和维护。四是进一步加强入厂验收工作，在验收环节中不仅要仔细而全面的检查叶轮、板材、焊缝等部位；对板材、焊缝等位置的硬度也要进行严格仔细抽检。最后，还要与时俱进，通过借助先进的技术手段和使用多样化的检测手段，对风机实施有效的静态、现场与动态想结合的监测体系，为离心式一次风机正常运转保驾护航。