淺談我廠1000MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障原因分析及其處理

淺談我廠1000MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障原因分析及其處理

Summary：國(guó)家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠七期兩臺(tái)百萬(wàn)機(jī)組配套使用的一次風(fēng)機(jī)分別投產(chǎn)于2011年和2012年，屬于成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的同一批次產(chǎn)品，風(fēng)機(jī)型號(hào)：GU23836—22，流量：155.1m3/s，全壓19110pa，轉(zhuǎn)速1490r/min，電機(jī)功率3500KW。本文著重介紹了一次風(fēng)機(jī)在我廠自投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行中發(fā)生的一些常見(jiàn)故障現(xiàn)象、原因、診斷處理方法以及預(yù)防措施。Keys：液壓缸、振動(dòng)、故障、診斷處理、預(yù)防措施。1.我廠七期百萬(wàn)機(jī)組四臺(tái)一次風(fēng)機(jī)液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)介紹：德國(guó)KKK公司技術(shù)的液壓缸是結(jié)合了豪頓華和德國(guó)TLT技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，液壓缸采用缸體靜止，活塞動(dòng)作的方式，這樣液壓缸的面積可以做的很大，不受輪轂內(nèi)勁大小的影響（這點(diǎn)和豪頓華的增壓引風(fēng)機(jī)液壓缸有相似之處），調(diào)節(jié)閥部分采用了調(diào)節(jié)閥與旋轉(zhuǎn)油封相結(jié)合的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝的時(shí)候只需找正一次，安裝方便。但因?yàn)樾D(zhuǎn)油封和調(diào)節(jié)閥的結(jié)合設(shè)計(jì)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥處精度較高，特別是密封的地方。閥芯是跟隨液壓缸一起旋轉(zhuǎn)，閥體相對(duì)殼體不旋轉(zhuǎn)，只做前后軸向動(dòng)作，從而使調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)要求更高。圖1（AP一次風(fēng)機(jī)液壓缸結(jié)構(gòu)圖）1.1液壓缸工作原理在平衡狀態(tài)下，液壓缸左右腔的進(jìn)油及回油管路都切斷，潤(rùn)滑油路開(kāi)啟，液壓缸不動(dòng)作。當(dāng)葉片需要開(kāi)的時(shí)候，執(zhí)行機(jī)構(gòu)使調(diào)節(jié)閥體向左移動(dòng)，這時(shí)右腔油路與進(jìn)油口連通，左腔油路與回油口接通，右腔膨脹，面積變大，由于缸體是固定的，活塞就向左移動(dòng)，由于閥芯與活塞是一體的，所以閥芯也向左移動(dòng)，從而使調(diào)節(jié)閥閥芯和閥體的位置到平衡位置。當(dāng)葉片需要關(guān)的時(shí)候，執(zhí)行機(jī)構(gòu)使調(diào)節(jié)閥體向右移動(dòng)，這時(shí)左腔油路與進(jìn)油口連通，右腔油路與回油口接通，左腔膨脹，活塞就向右移動(dòng)，帶動(dòng)閥芯也向右移動(dòng)，從而使閥芯和閥體回到平衡的位置。圖2（AP一次風(fēng)機(jī)液壓缸工作示意圖）AP系列動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)與國(guó)際知名品牌同類產(chǎn)品相比，調(diào)節(jié)動(dòng)葉的工作油采用的壓力最低，因而對(duì)于防止泄露、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、提高設(shè)備可靠性問(wèn)題，創(chuàng)造了可更加優(yōu)越的條件。用于300MW機(jī)組AP動(dòng)調(diào)的調(diào)節(jié)油壓僅13bar，在目前國(guó)際同類產(chǎn)品中市最小的，其他技術(shù)的動(dòng)調(diào)的調(diào)節(jié)油壓一般在25bar以上，增壓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)油壓一般為4-8mpa.原因：（1）、油缸在輪轂之外隨輪轂一起旋轉(zhuǎn)，故可以將油缸體積做大，就可降低油壓；液壓伺服裝置的旋轉(zhuǎn)密封放于動(dòng)壓頭芯軸和外殼處而易解決。（2）、獨(dú)特結(jié)構(gòu)（曲柄力臂短、關(guān)節(jié)軸承與鐵基自潤(rùn)滑滑塊、平衡錘結(jié)構(gòu)獨(dú)特、葉柄與曲柄軸系精巧）能有效克服動(dòng)葉關(guān)閉力矩和調(diào)節(jié)力矩，使得控制油壓最低。圖3（AP一次風(fēng)機(jī)液壓缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖圖）1.2液壓缸的故障（1）液壓控制油壓異常。液壓控制油壓過(guò)高，導(dǎo)致進(jìn)油管爆裂或破損，造成壓力油外泄，壓力油產(chǎn)生不了壓力或者壓力偏低。（2）液壓缸損壞漏油。（3）在長(zhǎng)期壓力作用下，液壓缸活塞密封圈老化，致使液壓缸左右油室竄油。（4）旋轉(zhuǎn)頭密封圈損壞，導(dǎo)致壓力油外泄。（5）旋轉(zhuǎn)頭小連桿關(guān)節(jié)軸承損壞，連桿脫落。（6）旋轉(zhuǎn)頭的密封床墊老化，發(fā)生漏油現(xiàn)象。（7）液壓缸反饋間歇性晃動(dòng)，葉片角度偏差大。1.3液壓缸故障的處理措施針對(duì)液壓缸的常見(jiàn)故障，結(jié)合自己長(zhǎng)期的實(shí)際工作的經(jīng)歷，總結(jié)了一些解決問(wèn)題的處理措施：（1）加強(qiáng)巡檢與維護(hù)，定期清洗濾網(wǎng)，保證液壓油壓的穩(wěn)定性；（2）風(fēng)機(jī)大小修時(shí)，要認(rèn)真檢查進(jìn)、回、泄漏油管，發(fā)現(xiàn)不合格及時(shí)更換；（3）各路油管安裝完好，要仔細(xì)檢查，保證油管與油管之間，油管與其他設(shè)備之間不相互碰擦。（4）對(duì)于一些易損密封件，應(yīng)選用高質(zhì)量的密封件；（5）返修的液壓缸除了督促?gòu)S家嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)以外，我們自己安裝后，也應(yīng)反復(fù)調(diào)試，檢查有無(wú)滲油，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活有無(wú)卡澀現(xiàn)象；（6）液壓缸的安裝和調(diào)試正確，是保證液壓缸能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一，因而要保證液壓缸的同心度小于0.05mm,不合格必須重新找正。在液壓缸調(diào)試時(shí)，必須嚴(yán)格按照廠家的開(kāi)度記號(hào)調(diào)整葉片的開(kāi)度。（7）對(duì)老化的旋轉(zhuǎn)頭的密封床墊要進(jìn)行更換。（8）保證小連桿與旋轉(zhuǎn)頭(中心小于等于0.05)的平行度，必要時(shí)對(duì)小連桿的鎖緊螺母進(jìn)行點(diǎn)焊。（9）液壓缸反饋間歇性晃動(dòng)，葉片角度偏差大，基本為熱工伺服機(jī)的原因（信號(hào)齒輪單元）。在設(shè)備運(yùn)行中更換伺服機(jī)部件時(shí)要注意，一定要事先將機(jī)殼外部的主動(dòng)軸部分固定牢固才可拆掉。一次風(fēng)機(jī)本體的振動(dòng)我廠一次風(fēng)機(jī)自投產(chǎn)后，一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，風(fēng)機(jī)振動(dòng)不超標(biāo)。由于其它原因在2016年1月份風(fēng)機(jī)改工頻運(yùn)行后，由于當(dāng)時(shí)氣溫低風(fēng)機(jī)振動(dòng)不超標(biāo)，但隨著天氣的逐漸升溫（4月1日后），風(fēng)機(jī)的振動(dòng)作如下變化：（1）#13爐A一次風(fēng)機(jī)隨著氣溫的升、降，風(fēng)機(jī)的振動(dòng)也隨之變化，最大到5.8mm/s,投產(chǎn)時(shí)A一次風(fēng)機(jī)機(jī)殼外部也加固過(guò)，振動(dòng)有所改善。B一次風(fēng)機(jī)也是隨著氣溫的升、降，振動(dòng)也升、降，最大到過(guò)4.0mm/s,平時(shí)在2.5mm/s左右運(yùn)行。（2）#14爐2016年4月中修后A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)很小，沒(méi)有發(fā)生隨著氣溫的升、降振動(dòng)升、降的現(xiàn)象。B一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)從1.5mm/s開(kāi)始上升，隨氣溫升降、振動(dòng)升降現(xiàn)象明顯，并且振動(dòng)有變大的趨勢(shì)，最大達(dá)到過(guò)5.9mm/s2.1一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析（1）風(fēng)機(jī)本體軸承振動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)子不平衡引起的風(fēng)機(jī)振動(dòng)。（3）葉片磨損引起的振動(dòng)。（4）軸承損壞。（5）主軸彎曲。（6）軸系中心偏差大。（7）電機(jī)磁力中心線不穩(wěn)定引起振動(dòng)。（8）機(jī)座軸向、徑向水平超標(biāo)。（9）基礎(chǔ)或機(jī)座剛性不夠。為了解決我廠#13、14機(jī)組一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的故障，我廠鍋爐專業(yè)曾聯(lián)系風(fēng)機(jī)制造廠及西安熱工院進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)頻譜測(cè)量和診斷處理。并且先后到江蘇南通電廠、華能沁北電廠進(jìn)行收資，為我廠一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)提供技術(shù)借鑒。江蘇南通電廠、華能沁北電廠一次風(fēng)機(jī)投產(chǎn)后就是工頻運(yùn)行，后來(lái)也發(fā)生了隨氣溫變化振動(dòng)升、降現(xiàn)象。南通電廠使用的是沈鼓產(chǎn)品，振動(dòng)主要為22倍頻，振動(dòng)溫度臨界點(diǎn)是10℃（環(huán)境溫度10℃以下振動(dòng)不超標(biāo)），主要原因是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件配合尺寸偏大或磨損造成間隙偏大后產(chǎn)生。而我廠基本投產(chǎn)就采用變頻運(yùn)行，平時(shí)動(dòng)葉放在+4度位置不動(dòng)，基本排除磨損間隙大問(wèn)題。我廠振動(dòng)溫度臨界點(diǎn)為16℃左右，從目前了解情況看，華能沁北電廠風(fēng)機(jī)型號(hào)與我廠一致，風(fēng)機(jī)參數(shù)差不多。2.2診斷預(yù)防處理措施為了盡快解決我廠百萬(wàn)機(jī)組一次風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障，特進(jìn)行了以下處理措施：（1）對(duì)機(jī)殼、導(dǎo)葉各焊縫進(jìn)行打磨著色檢查；（2）檢查各緊固件是否松動(dòng)、風(fēng)機(jī)支撐板焊縫是否開(kāi)裂；（3）軸承箱檢修更換軸承、密封件；（4）重新校正軸系中心，處理好電機(jī)磁場(chǎng)中心；（5）檢查風(fēng)機(jī)本體基礎(chǔ)是否松動(dòng)；（6）對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)殼進(jìn)行加固；該方案需在風(fēng)機(jī)一級(jí)導(dǎo)葉出口下部加2塊加強(qiáng)筋，風(fēng)機(jī)軸承箱下部半圓內(nèi)（一級(jí)支撐）加焊七塊加強(qiáng)筋，此項(xiàng)工作的難點(diǎn)在于控制焊接變形。為此焊接要按照以下措施執(zhí)行：a、對(duì)稱布置焊縫；b、減少焊縫尺寸；c、對(duì)稱焊接；d、先焊橫縫；e、逆向分段；f、反向形法；g、剛性固點(diǎn)；h、錘擊法；i、散熱法。具體講就是全部對(duì)稱點(diǎn)焊上，焊接時(shí)控制焊接電流及時(shí)間，焊一小段，停一下，對(duì)稱、反向焊，不能在一塊板上長(zhǎng)時(shí)間焊接。同時(shí)，可利用澆水冷卻、錘擊焊縫消除應(yīng)力，保證變形較?。ū匾獣r(shí)可參照微弧焊修理軸頸磨損措施執(zhí)行）。焊接時(shí)，焊機(jī)地線接至焊件附近，不允許大回路通流，加筋板處油漆等需事先磨光。（7）對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口風(fēng)道、擋板進(jìn)行檢查（風(fēng)道焊縫是否開(kāi)裂、擋板開(kāi)關(guān)正確嚴(yán)密、無(wú)變形，內(nèi)部無(wú)雜物）。（8）由專業(yè)測(cè)試單位對(duì)進(jìn)、出口風(fēng)道進(jìn)行風(fēng)動(dòng)檢查，是否存在介質(zhì)密度變化或氣流阻力造成渦流現(xiàn)象導(dǎo)致設(shè)備共振產(chǎn)生振動(dòng)的原因。經(jīng)過(guò)以上各項(xiàng)工作后，風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行振動(dòng)并沒(méi)有發(fā)生質(zhì)的改變。后進(jìn)一步與成都電力機(jī)械廠進(jìn)行溝通分析為主要原因是風(fēng)機(jī)機(jī)殼剛性欠缺，決定對(duì)目前一次風(fēng)機(jī)機(jī)殼進(jìn)行改進(jìn)，提高殼體整體的結(jié)構(gòu)剛性，并做好熱處理，防止內(nèi)應(yīng)力未得到釋放。#13爐A、B一次風(fēng)機(jī)相繼與2017年和2018年完成了舊機(jī)殼拆除，原混凝土基礎(chǔ)二次灌漿層的預(yù)埋組件去除重新鋪設(shè)新組件，新機(jī)殼重新定位、找平，軸系找正與電機(jī)磁場(chǎng)中心線的糾正等技術(shù)措施。后風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行，A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)從原振動(dòng)0.06mm/S降至0.01mm/S，B一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)從原振動(dòng)0.084mm/S降至0.01mm/S，效果明顯。但#14爐A一次風(fēng)機(jī)在2018年進(jìn)行的小修中同樣也進(jìn)行了機(jī)殼更換，試運(yùn)行時(shí)振動(dòng)情況有所改善，但未能達(dá)到國(guó)內(nèi)一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)平均水平。圖4(#14爐A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)曲線圖）風(fēng)機(jī)振動(dòng)是綜合性問(wèn)題，一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)偏大，運(yùn)行中調(diào)節(jié)葉片開(kāi)度對(duì)振動(dòng)值影響甚微，而轉(zhuǎn)速超1300轉(zhuǎn)后風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯增大，隨環(huán)境氣溫升高風(fēng)機(jī)振動(dòng)也隨之增大，風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡校驗(yàn)也無(wú)法解決振動(dòng)，華能沁北電廠有三臺(tái)一次風(fēng)機(jī)更換機(jī)殼，其中第一臺(tái)改造效果較好，#5爐二臺(tái)一次風(fēng)機(jī)機(jī)殼改造后振動(dòng)消除效果不明顯，所以氣流引起振動(dòng)的可能性不能排除，此外設(shè)備制造過(guò)程機(jī)殼或煙風(fēng)道設(shè)計(jì)走向內(nèi)部結(jié)構(gòu)、安裝遺留的設(shè)計(jì)制造缺陷等也可能引起振動(dòng)。3、結(jié)束語(yǔ)振動(dòng)有時(shí)是多方面的原因造成的結(jié)果。實(shí)際工作中應(yīng)認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，多積累數(shù)據(jù)，掌握設(shè)備的