劉浩
（淮（huái）浙（zhè）煤電鳳台發（fā）電廠（chǎng），安徽鳳台（tái）　232131）

　　摘　要：某電廠660MW機組引風機采用小汽輪（lún）機（jī）驅動。在運行過程中，多次（cì）出現（xiàn）引風機（jī）軸承振動變（biàn）大（dà）故障，解體後（hòu）發現轉子葉片均發（fā）生過不（bú）同程度的斷裂，通過對引風機軸承振動原（yuán）因分（fèn）析及葉片共振分析，提出運行及維護注（zhù）意（yì）事項，降低引風機軸承振動故障次數，探索解決汽動引風機軸承振動大的方法。
　　關鍵詞：汽動引風機；故障診斷；振動
　　0　前言
　　目前國（guó）內部（bù）分大容（róng）量火電機組選擇（zé）汽輪機驅動引風機的方（fāng）案，有許多優點。提高了熱能（néng）的利用效率，可以減少引風機啟動時電流過大對廠用電的（de）衝擊，降低廠用電率，提高了經濟性。汽（qì）動引風機正常運行時，保持靜葉恒定（dìng），通過調節引風機轉速控製爐膛負壓，使風（fēng）機在不（bú）同負荷下保持高效率。但引風機（jī）采（cǎi）用轉速調節，容易產生（shēng）軸承（chéng）振動大等故障，影響機組（zǔ）安全性。
　　1　故障概況
　　某（mǒu）電廠3號超超臨界660MW機組配有2台HA46048-8Z型靜葉可調軸流式引風機，引風機（jī）采（cǎi）用NG40/32型小（xiǎo）汽輪機（jī）驅動，引風（fēng）機全（quán）壓（yā）為9.83Pa，轉速995r/min，傳動比為7.7。2018年11月27日開始，3B引（yǐn）風機軸承內外側X、Y方向振動振幅（fú）逐漸增大，並有（yǒu）繼續上升的（de）趨勢。為查找設備問題，消除隱患，需（xū）要對故障進行（háng）細致的分析。
　　通過現場測量引風機軸承振動數據，發現引風機（jī）振動振幅較正常數據明顯偏高，與在線監測數據（jù）一（yī）致（zhì）。引風機軸承振動呈（chéng）現的特征如下：
　　（1）振動值與（yǔ）負荷-引風機轉速存在相關性（xìng），負荷-引風（fēng）機轉速較高時，振動偏高；
　　（2）負荷均為600MW左右時，引風機軸承振動值明顯有逐漸（jiàn）上升趨勢，就地引風機有明顯異音（yīn）；
　　（3）引風機軸承溫度、引風機小機軸承振動及溫度、齒輪箱振（zhèn）動及溫度均比較平穩。
　　2　原因分析
　　2.1引風（fēng）機葉片共（gòng）振分析
　　由於汽動引風機需要通過變轉速調節風量，轉（zhuǎn）速變化時葉片受到的激勵力可能會與引風機葉片的某一階固有頻率接近或重合，導致（zhì）葉片共振，振幅急劇增大（dà）使葉片產生（shēng）裂紋甚至斷裂。在引風機停運期間，電廠組織專業（yè）人員測（cè）量了汽動引（yǐn）風機葉片固有頻率，主要是對單（dān）個引風（fēng）機葉片進行網格劃分，利用自振法（fǎ），依次敲擊轉子葉片上測點，測量該（gāi）點的振動響（xiǎng）應，通過分析，獲得（dé）這一葉片（piàn）軸向振動模態的固有頻（pín）率及對應的振型，引風機前9階（jiē）振動固有頻率為（wéi）117.5Hz、122.6Hz、135Hz、142.6Hz、247.5Hz、284.9Hz、297.5Hz、349.6Hz、401.3Hz。
　　根據機械振動理論，當機械係統的激勵力（lì）頻率和係統（tǒng）的某階固有頻率相接近時，係統的振幅將顯著增大，產生共振，係統會受到很大的交變應力，容易使葉片產生裂（liè）縫甚至（zhì）造成斷裂。
　　運行時引風機的激勵力頻率主要為1倍頻和19倍頻。引風機1倍頻激勵力是轉子轉動時產生的離心力（lì），與（yǔ）轉子轉速成（chéng）正比（f=n/60），運行時（shí）引風機轉速在565～835r/min，相應的1倍頻在9.4Hz～13.9Hz，見表1。而引風機葉片的Z小固有頻率為117Hz，1倍頻和係統固有頻率相差很大，1倍頻不會與葉片產生共振。由於（yú）該引風機上共有19片葉片，作用於葉片的氣體流場隨著時間（jiān）和空間發生不均勻（yún）變化時（shí）而（ér）產生19倍頻（pín）激勵力。根據表1，對比引風機19倍頻頻率和（hé）葉片固有頻率，在葉片第5階固有頻率下Z有可能產生共振；當其他原因導致引（yǐn）風機轉速進一步升高（gāo）時，在葉片第6階固有頻率（lǜ）下也有可能產生共振。

　　葉片第5階共振時引風機對（duì）應的臨界（jiè）轉速為781.6r/min，共振時小汽機轉速為6018r/min；葉片第（dì）6階共振時引（yǐn）風機對應的臨界轉速為899.7r/min，共振時小汽機轉速為6927r/min。由於引風機葉（yè）片上粘上灰渣、葉片損壞、部（bù）件鬆動（dòng）、測量誤差等（děng）原因，其固有頻率（lǜ）可（kě）能會發生變化，若發生5%的幅度變化，則共振點在估計的範圍（wéi）內發生偏移，大概區間為5717r/min～6319r/min和（hé）6581r/min～7273r/min。這也符合現（xiàn）場引風機（jī）軸承振動值與引風機小機轉速間的（de）對應關係。
　　2.2引風機出口（kǒu）壓力變化
　　根據運（yùn）行經驗，引風機煙道阻力上升會導致相同負荷下引風機轉速大幅上升，可能接近葉片第6階固有頻率對應的共振轉速區間。引起煙道阻力變化的主要原因為空預器積灰、低溫省煤器積灰以及機（jī）組超低排放改造（zào）後脫硫（liú）吸收塔差壓增（zēng）大。可以利用機組檢修期間進行技術改（gǎi）造，提高煙道（dào）受熱麵吹灰效果，防止煙道阻力上升。
　　3　運行方式優化
　　在機組正常運行時，應注意控製引風機（jī）小機（jī）轉速避（bì）開共（gòng）振轉速；在控製方麵應（yīng）探索引風機小（xiǎo）機調（diào）速（sù）邏輯，既能滿足爐膛負壓調節，同時也調速過程更加平穩，防止引風機葉片收到強烈的交變應力作用（yòng）。正常運行時，控製引風機轉速的主要方法有：
　　（1）在機組高負荷（hé）時，應（yīng）選擇高發熱（rè）量煤種，停止燃煤摻燒；
　　（2）加強對（duì）煙道及（jí）低溫（wēn）省煤（méi）器（qì）吹灰，加強對煙道阻力的監視，防止（zhǐ）阻力上升，導致引風機轉速升高；
　　（3）選（xuǎn）擇合理的吹灰時機，高負荷、高（gāo）轉速時避免吹灰；
　　（4）引（yǐn）風機高（gāo）轉速振動大時，可以由鄰機供輔汽；
　　（5）保持（chí）合理的總風量，降低引風（fēng）機轉速。
　　4　結（jié）論（lùn）
　　針對汽動引風（fēng）機振動（dòng）進行簡單分析（xī），高負荷下，引（yǐn）風機轉（zhuǎn）速高，接近葉片（piàn）共振轉速，產生共振。長期運行，引風機葉片及軸係在交變（biàn）應力作用下，可能（néng）發生部件鬆動、葉片產生裂紋等故障，導致振動更加明顯，威脅設備安全運行。根據分析（xī）結果，運行時（shí）注意調整（zhěng），加強技術（shù）改造，控（kòng）製煙道阻力，使引風（fēng）機轉速盡量避開共振區間，確保機組安（ān）全運行。
　　參考文獻：
　　[1]李毅傑，孫葉柱.汽動引風機技術（shù）在1000MW級（jí）機組上的（de）應用[J].中國電力，2012，45（09）：17-21.

來源：《山東（dōng）工（gōng）業技術》2019年第8期（qī）