火电厂一次风机出口风道振动故障分析及处理_王占宽

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·159·文章编号：2095－6835（2015）01－0159－02发电厂一次风机典型故障分析及实际处理文 涛（山西大唐国际运城发电有限责任公司，山西 运城 044602）摘 要：一次风机在电厂中的作用十分重要。

在一次风机发生故障时，极易引起燃烧，直接威胁着大型火力发电厂的安全。

因此，为了保证锅炉的稳定运行和机组的安全运行，在生产过程中应做好一次风机的正常维护、典型故障分析和紧急故障处理，保证机组在一次风机故障的情况下安全降负荷运行，进而降低发电机的非停次数。

关键词：发电厂；一次风机；应急处理；锅炉中图分类号：TK233.26 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2015.01.159 下面分析某电厂一次风机的常见故障及其应急处理措施。

一次风机最主要的故障为失速和调头卡涩，因此，我们就这2个典型故障进行分析，并制订应急处理措施。

1 一次风机的技术规范某电厂一次风机的技术规范如表1所示。

表1 某电厂一次风机的技术规范 制造厂家 单位 上海鼓风机厂有限公司型号 PAF19-14-2 型式 双级动叶可调轴流式 风量 m 3/s 122.81/88.21/81.42（TB/BMCR/THA ）风压 Pa 19 425/14 942/14 874（TB/BMCR/THA ）风机入口的风温 ℃ 20空气密度 kg/m 3 1.160 2 风机转速 r/min 1 470旋转方向 从逆气流方向看为顺时针旋转 动叶调节范围 ° -30～＋25 型号 YKK710-4 功率 kW 2 850 电压 V 6 000电流 A 314配套电 动 机 转速 r/min 1 470 2 一次风机失速的原因当2台一次风机并列运行时，其出力和调节特性存在一定差别。

同时，增减风机动叶开度时，出力偏低的风机会受到排挤，进而造成失速；当一次风机的出口压力与风量不匹配时（风量偏小、风压偏高时），出力偏低的风机会受到排挤，进而造成失速；当锅炉的工况变化较大时，尤其是低负荷发生磨煤机跳闸时，磨通风量的变化瞬间增大，一次风母管中的压力快速升至与一次风机出口相同的压力，且2台一次风机的调节特性存在差别，导致出现抢风现象，出力偏低的风机会受到排挤，进而造成失速；当1台一次风机的出口压力无法克服系统阻力时，该一次风机会出现失速现象；当风机管道阻力增大，特别是风机入口存在滤网堵塞、暖风器堵塞、空预器堵塞等情况时，风 机的压头会升高，如果此时风量较低，则会出现失速现象。

【摘要】风电机组振动超限类故障是一个非常常见的故障，因为涉及电气、传动、控制、结构、环境很多因素，使得该类故障分析及处理有一定难度。

本文通过一个真实案例，详细阐明机舱加速度超限故障分析过程，为该类故障提供解决方案。

【关键字】振动控制桨距加阻1.引言风力发电机组振动超限类故障较为常见，不仅因为风电机组结构，细长的叶片及塔筒，沉重的机舱容易产生振动。

还有多环节的传动链及偏航系统；复杂的控制策略，开关过程、控制过程，加之一系列动态载荷，如：阵风、湍流、波浪（海上风机）、地震、叶轮转动等；都有容易激发机组的强烈振动；另外测量回路中测量本体，线路虚接及干扰问题造成的测量信息错误引发故障也占了该类故障触发相当大的比重。

以上提及的部分都使得该故障频次较高。

相反目前风电机组普遍仅安装了机舱水平方向（X前后、Y左右、Z上下）加速度传感器，又无机组主要部件固有频率仿真结果，一旦发生实际振动，很难找到振动部位，在无经验可循的情况下便大大增加了处理难度。

振动故障的处理及分析过程需要有一定的专业知识，涉及方面包括电气、传动、控制、结构、环境很多因素。

本文主要通过描述一个真实振动案例分析和解决的过程，寻求一个该故障的普遍解决办法，为解决风力发电机组振动故障提供参考和借鉴。

2.测量回路引发故障2.1 检测回路基本原理为防止机组振动引发严重后果，一般风电机组会配备加速度传感器计量机舱振动情况，有些机组厂商还会增加摆锤作为后备保护串入安全链中，通过调节摆锤的重心高度，达到相应的加速度限值要求。

加速度传感器主要通过对内部质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值，根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

大部分整机厂商应用的是一种电容式加速度传感器，输出信号是加速度正比电压。

也有整机厂商应用的是PCH，使用CAN 通讯进行传输信号，可以测量X、Y、Z三个方向加速度值。

图1：加速度传感器以某机型为例，这种传感器（见图1）可以测量X和Y两个方向上的振动加速度，测量范围为-0.5g～+0.5g（g重力加速度），相对应输出的信号范围为0～10V。

一次风机失速现象原因分析及处理措施［摘要］本文对轴流式风机失速的机理进行了较为详细的探讨,阐述了实际运行中产生失速的原因,介绍了河北大唐王滩发电厂#1、#2机组锅炉一次风机的失速特性、失速原因,并从运行管理的角度提出了失速的相关预防措施和紧急处理方案。

［关键词］冲角；失速特性；现象；处理措施风机的失速现象主要发生于轴流式风机。

而一般情况下,大型火电机组锅炉的三大风机均为轴流式风机,失速时常常会引起振动,严重时威胁到机组的安全运行。

河北大唐王滩发电厂#1、#2机组锅炉的吸风机为静叶可调轴流风机,送风机及一次风机为动叶可调式轴流风机,下面对风机在运行过程中的失速问题作简要分析。

1 失速产生的机理1.1 失速的过程及现象轴流风机的叶片均为机翼型叶片。

风机处于正常工况时,叶片的冲角很小(气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角),气流绕过机翼型叶片而保持流线状态,如图1(a)所示。

当气流与叶片进口形成正冲角,即α>0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况开始恶化,边界层受到破坏,在叶片背面尾端出现涡流区,即所谓“失速”现象,如图1(b)所示。

冲角大于临界值越多,失速现象越严重,流体的流动阻力越大,使叶道阻塞,同时风机风压也随之迅速降低。

风机的叶片在加工及安装过程中由于各种原因使叶片不可能有完全相同的形状和安装角,因此当运行工况变化而使流动方向发生偏离时,在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。

如果某一叶片进口处的冲角达到临界值时,就首先在该叶片上发生失速,而不会所有叶片都同时发生失速。

如图2中,u是对应叶片上某点的周向速度,w是气流对叶片的相对速度,α为冲角。

假设叶片2和3间的叶道23首先由于失速出现气流阻塞现象,叶道受堵塞后,通过的流量减少,在该叶道前形成低速停滞区,于是气流分流进入两侧通道12和34,从而改变了原来的气流方向,使流入叶道12的气流冲角减小,而流入叶道34的冲角增大。

可见,分流结果使叶道12绕流情况有所改善,失速的可能性减小,甚至消失；而叶道34内部却因冲角增大而促使发生失速,从而又形成堵塞,使相邻叶道发生失速。

引风机振动大的原因分析及处理措施引风机振动大的原因我厂风烟系统中每台炉设置2台引风机。

引风机采用豪顿生产的单级、动叶可调轴流式风机，其型号为ANN-2800/1600B，叶轮直径为2800mm，轮毂直径为1600mm，转速为995r/min，采用电动、定速，50%容量，并有防磨措施，引风机布置在锅炉电除尘器下游。

引风机风量包括锅炉燃烧产生的烟气量和空预器与电除尘漏入烟道的空气量。

炉膛保持微负压状态，2台引风机采用并联方式运行，运行过程中主要克服从炉膛至增压风机的烟道阻力。

脱硫改造后，2台引风机出口风道汇集至增压风机，将烟气经过脱硫系统后送至烟囱。

1现象3A、3B引风机实时数据显示振动较大，振动值A侧最大为3.6mm/s。

2台风机随环境温度、排烟温度变化影响较为明显，其中A侧引风机振动随环境温度的增长而增大，B侧振动随环境温度的增长而减小，特别是雨季对B侧振动影响较大。

1.1就地测量比较1.1.1现场无法直接测量轴承座的振动，通过用普通测振仪测量6台炉引风机其他部位的振动数据进行测量，各台引风机实时数据显示的振动值与现场所能测量部位的振动值没有直接关系，因此不能直接根据就地的各点普通振动测量数据对设备振动进行判断。

1.1.2采用CSI 2130便携式数据采集仪对引风机就地的中心筒风箱人孔门附近水平方向振动数据进行了采集，虽然部位不一，但表现出相同的特性。

3A引风机中心筒侧工频振动较大，曲线最大达0.6mm/s，叶片一倍频率较大，最大达0.4mm/s；3B引风机中心筒侧工频振动较小，曲线最大达0.1mm/s，叶片一倍频率较大，最大达1.09mm/s。

3A引风机人孔门侧工频振动较大，曲线最大达1.1mm/s，叶片一倍频率较大，最大达0.9mm/s；3B引风机人孔门侧工频振动较小，曲线最大达0.3mm/s，叶片一倍频率较大，最大达1.7mm/s。

就地采集点都表现出叶片一倍频率振幅较大，A侧工频振动较大的特征。