1、設備概述
增壓風機上海鼓風機有限公司生產(chǎn)的型號為RAF44-21.2-1的動(dòng)葉可調(diào)軸流風機,額(é)定功率3700kW,液壓(yā)缸型號φ336/100。該機組自投運,至故障時累計運行80個月。
2、故障描述
2.1故障前檢修情況
去年5月,進行機組C級檢(jiǎn)修,增壓風機葉(yè)片檢查,滲透(tòu)試驗合格;油站係(xì)統檢修,油管漏油處理。葉片角(jiǎo)度校驗(yàn),液(yè)壓調節係統檢查,葉片(piàn)動作正(zhèng)常,角度一致。檢查調節杆彈簧(huáng)片無斷裂,連(lián)接銷完好,葉片角度行程試驗正常。
今年7月18日20時26分06秒,機組脫硫(liú)增壓風機電流由219A突然降至(zhì)148A,導葉(yè)開度78%(指令78%),同時增壓風機(jī)入(rù)口3個壓力測點由正常值瞬間(jiān)變(biàn)為壞點。20時26分11秒,鍋爐A、B引風(fēng)機自動控製,靜(jìng)葉開度58%、57%,電流226A和200A,爐(lú)膛負(fù)壓呈現上(shàng)升趨勢,PT1611A、PT1611B兩(liǎng)壓力測點(diǎn)升高到450Pa、422Pa。20時26分16秒(miǎo),鍋爐爐膛壓力的四(sì)個測點(PT1611A、PT1611B、PT1612A、PT1612B)瞬時達到450Pa、422Pa、103Pa、-18Pa,DCS發“爐膛壓力高”聲光報警。20時26分20秒,爐膛壓力的四個(gè)測點(PT1611A、PT1611B、PT1612A、PT1612B)為1417Pa、1402Pa、620Pa、405Pa;A、B引風機自(zì)動控製聯鎖切除,轉為手動控製,風機靜葉開(kāi)度(dù)62%、61%,電流235A和(hé)194A。20時26分21秒,爐膛壓力四個(gè)測點值為1578Pa、1086Pa、786Pa、1570Pa。運(yùn)行(háng)人員將機組控製(zhì)方式由AGC切至CCS方式,手動增加引風機靜葉開度。20時26分35秒,爐膛負壓繼續快速上升,爐膛(táng)壓力測點(diǎn)PT1611A、PT1611B、PT1612A、PT1612B測量值(zhí)為1578、1570、1496、1584Pa。四個點有(yǒu)三個(PT1611A、PT1611B、PT1612A)瞬(shùn)時超過1520Pa(跳閘值(zhí))。20時27分24秒,鍋爐MFT,機組跳閘,發電機(jī)解(jiě)列,廠用電切換正(zhèng)常,主汽門正常關閉。鍋爐(lú)MFT首出(chū)原因為“爐膛壓(yā)力高”保護動作。
2.2現場檢查情況
7月(yuè)19日揭開增壓風機上蓋後進入(rù)內(nèi)部檢查增壓風機動調頭控(kòng)製連杆(gǎn)、機(jī)械反饋連杆的(de)簧片和對輪固定銷(xiāo)無損壞現象。在用力(lì)情況下(xià)可以盤(pán)動動(dòng)調頭機(jī)械反饋連杆,由此確定是動調頭內部故障。
拆除動調頭控製、反饋杆與外部(bù)傳動杆(gǎn)的(de)連接(jiē),用手盤動動調頭反饋杆有緊澀感。拆開動調頭尾部(bù)端蓋,檢查內部機構情況,發現反饋雙麵(miàn)齒條與反饋連杆之間的軸(zhóu)承保持架斷裂,保持架出現過熱變色脆化現象,滾珠已全(quán)部脫落。(軸承品牌NSK,軸承型號為3200B)。拆開動調頭中間法蘭,將動調頭控製端和反饋端(duān)拆開,動調頭(tóu)內部發現脫落的軸承滾珠和金(jīn)屬碎屑。檢查反饋輪(lún)、反饋(kuì)齒條、伺服閥齒條(tiáo)、偶齒的輪齒無(wú)損壞、斷紋、點蝕(shí)現象。
3、原因分析
3.1直接原因
增壓風機動(dòng)調頭反饋雙(shuāng)麵齒條與反饋連(lián)杆之間的軸承損壞,動調頭運行調節(jiē)故障,葉(yè)片迅速關閉;由於增壓風機(jī)動葉故障關閉、出力突降(jiàng)後(hòu),脫硫旁路擋板未(wèi)能(néng)及時開啟,係統煙氣通道受阻,爐膛負壓突(tū)升,保護動作跳機。
3.2根本原因
(1)造成增(zēng)壓風機動調頭反饋(kuì)雙麵齒條與反饋連杆之間的軸承損壞的因素有多種,初步原因分析:
設備欠修,超期服役。上海鼓風機廠有限公司《RAF型電站動葉可調軸(zhóu)流送風機安裝和使用維護說明書(B部分(fèn))》第41頁建議,在每運行16000小時後返廠進行風機解體大修(包括軸承檢查(chá)清洗並再潤滑);機組增壓風機在3年(nián)前C修中(zhōng)返廠解體大修後,運行至今年7月18日已經超過建議使用壽命,可能因為軸承潤滑不良或軸承超期使用而損壞。
檢修質量(liàng)控製不良。軸承運行中受附件外力運行中(zhōng)損(sǔn)壞,在回裝過程中動(dòng)調頭反(fǎn)饋齒輪與反饋齒條(tiáo)的齧合間(jiān)隙調整不良,反饋齒條動(dòng)作卡澀,在長期運行中,液壓(yā)缸反饋杆與動(dòng)調頭反饋齒條的軸承(chéng)受(shòu)徑向(xiàng)外力,造成(chéng)軸承(chéng)保持架斷裂脫落損壞。
(2)軸承損壞導致動葉關閉的原因分析:動調頭(tóu)反饋雙麵齒條與反饋連杆之間(jiān)的軸承損壞(huài)後,反饋雙麵齒條因軸承損壞而失去固(gù)定,壓力油推動伺服閥向右持(chí)續動作,油(yóu)路(lù)始終連通,葉片被(bèi)關閉。結合下圖1:風機液(yè)壓缸示(shì)意圖軸承損壞導致葉片(piàn)全關過程為:動(dòng)調頭(tóu)靠近葉輪側為進口壓力油管,壓力(lì)油方向(xiàng)為推動伺服閥向右側(遠離葉(yè)輪側)動作(伺(sì)服閥向右側動作是將葉片關小);在動調頭控製(zhì)滑塊和反(fǎn)饋齒條未動作情況下,伺服(fú)閥的單麵齒條被定位而無法動作,液壓(yā)缸的油路被(bèi)關(guān)閉(葉片(piàn)保持不動);反饋雙麵齒條因軸承損壞而失去固定後,壓力油可(kě)以推(tuī)動伺服閥向右(yòu)側動(dòng)作,因此在伺服閥油路連通後,葉片被關閉(bì)。

圖1:風機液(yè)壓(yā)缸示意圖

圖2:斷裂的軸承支(zhī)架圖

圖3:軸承內圈磨損
(3)旁路擋(dǎng)板未及時開啟分析:聯開旁路擋板邏輯條件為脫硫增壓風機入口壓力高於0.19kPa。由於增壓風機入口壓力在20時26分(fèn)06秒瞬間即由-0.092kPa快(kuài)速上升至超量程(-1~0.5kPa),造成判斷測(cè)點為壞點,屏蔽了“增壓風(fēng)機入口壓力大於0.19kPa聯開旁路擋板”的邏輯條件。
4、處理方(fāng)法(fǎ)
更換損壞的3200B軸承;修理後檢查動調頭反饋(kuì)雙麵齒條與殼體配合良好無卡澀,開始動調(diào)頭的回裝工作。
測量計算出控製偶齒與伺服閥(fá)齒條、反饋雙麵(miàn)齒條的(de)齧合位置,將動調頭拆(chāi)下的(de)部份進行配裝到(dào)位。動調頭整體回裝完成,油管道連接完成。動調頭調(diào)節(jiē)杆、反饋杆的新孔銷更(gèng)換完成後,連接恢複完成(chéng)動調頭(tóu)外部各連接部件。動調頭調節杆與動葉實際位置調節校定。
啟動增壓風(fēng)機油站運行(háng),檢查調節動調頭運行情(qíng)況,並進行風機(jī)動葉角度定位。發現風機動葉(yè)在開啟時偶爾出現動調頭及連接(jiē)管路不(bú)規則振動,同時伴(bàn)有油壓波動。經反複調整未能徹底消除“風(fēng)機動葉(yè)在開(kāi)啟時動調頭及連接管路不規則振動,同時伴有油壓波動”現(xiàn)象。為(wéi)確保啟(qǐ)動後機組安全(quán),整體更換液壓缸。
5、防範(fàn)措施
5.1、每次計劃檢修中(C修間隔,約12000-16000小時)對動調風(fēng)機安排液壓缸(gāng)解體檢修,重點檢查內部軸承、轉動部件等磨損情(qíng)況(kuàng),必要時更換磨損(sǔn)部件。
5.2、巡檢點檢時重點檢查兩台機組動調風機油(yóu)站(zhàn)油壓波動情況,發現異常及時分析原因,評估、管控存在風險。
5.3、增加“增壓風機入口(kǒu)壓(yā)力三點同時(shí)變為壞點,聯開脫硫旁路擋板”邏輯,避免增壓風機跳閘(zhá)後旁路擋板不聯開造成機組跳閘。