董一麟
吉林省辽源市大唐辽源发电厂 吉林省辽源市 136200
摘要：引风机作为火力发电厂的重要设备，运行工况较为恶劣，引起其振动故障的原因多种多样。可能是单一故障源导致，也可能是多方面因素叠加造成，故障诊断复杂，但归结起来，风机振动故障来源主要有三个方面:气流流场、电机电磁和机械部分。通过由易到难逐步排除的分析办法，以及利用先进的振动检测、诊断仪器，往往能既快速又准确地找出振动故障原因，针对性地制定出行之有效的解决方案。基于此，本篇文章对吸风机轴向振动异常原因分析与对策进行研究，以供参考。
关键词：吸风机；轴向振动异常；原因分析；对策
引言
引风机是火力发电厂锅炉烟风系统的主要设备之一，安装在锅炉尾部烟道电除尘器和烟囱之间，用于将烟气吸出炉膛，排人烟囱。引风机输送的介质系温度较高的含烟气体，长期运行在高温、高灰分、腐蚀性颗粒环境中，风机叶片腐蚀或磨损问题日益突出。通过对某电厂引风机轴向振动异常进行分析，结合叶片的实际运行工况、给出相应对策。
1引风机简介及设备规范
引风机的作用是将锅炉的烟气抽出，维持锅炉负压。烟气经过空预器—电除尘后进入引风机，引风机将其送入脱硫系统后排入烟囱。
2吸风机轴向振动异常原因分析
2.1原因分析
调节盘的重量由芯轴承受，有两种受力情况，一是通过调节盘复合寸套直接受力在芯轴上，二是通过连接法兰及紧固螺栓、卡套通紧配合，受力至芯轴凹槽处。调节盘与芯轴在运行中与风机主轴一起旋转运动。同时，芯轴在芯轴滑动轴承的圆周方向约束，芯轴在圆周方向受振动产生的动载荷、调节盘等件的重力，以及在轴向液压缸的推力。经解体发现，风机芯轴一级叶片侧滑动轴承存在明显磨损情况，磨损导致滑动轴承与轴之间间隙达2mm，且一级调节盘复合寸套损坏，该芯轴、滑动轴承、复合寸套为新更换部件，该部件磨损与风机叶片频繁动作、积灰卡涩、叶柄轴承卡涩等存在一定关系，当叶片及叶柄轴承卡涩或局部卡涩，导致调节盘受力偏斜时，芯轴磨损，使用寿命缩短。风机芯轴一级叶片侧滑动轴承和复合寸套磨损后，调节盘的复合寸套未受力或受力不足，调节盘的重量及动载荷通过连接法兰、half卡块，受力转移至芯轴凹槽处，造成凹槽及断口处受到调节盘重力，调节盘重力作用在凹槽及断口处形成剪切力。在长期运行振动中，芯轴凹槽处反复循环受到力，在动载作用下，首先在应力集中的断口处产生疲劳微裂纹，在一段时间内，裂纹面互相摩擦，裂纹表面光滑，同时裂纹不断扩展，当裂纹达到一定长度时，芯轴强度不足，最终导致芯轴疲断裂。
2.2风机振动状态与特征
风机叶轮不平衡时表现为水平振动大，风机轴承损坏表现为垂直方向振动大，对轮中心偏差过大可表现为轴向及水平方向振动大。但该风机是新安装设备，轴承、叶轮均已查证无质量问题，其对轮中心、轴承安装间隙、轴系水平度等均符合技术文件要求。因此基本可以排除这些因素造成的可能性。另外，风机振动以水平振动及垂直方向振动情况居多，而以上振动为单一轴向振动，此情况较为少见。引起轴向振动原因比较复杂，常规分析较为困难，需借助振动分析仪和动力特性测试仪，通过采集振动图谱和振动数据，以辅助分析判断。
3对策
3.1运行时的临时措施
1)用压缩空气对轴承座底连接面喷吹，以及用抹布将承座底连接面处的漏油尽量清除干净后，再次紧固轴承座地脚螺栓，使之受力趋于均匀分布。
2)在轴承座底部增加楔形垫铁(注意不能用力过大)，作为降低风机振动的临时措施，适当提高轴承座动刚度，使风机运行过程的轴向振动值降低至130μm以下，并加强巡检测振，保证风机可继续在监督下运行。
3.2引风机叶片调频环位置调整
未加调频环时叶片根部应力集中严重，焊缝周围的应力应变最大，为此在叶片中部焊接调频环，使得叶片根部焊接部位的应力集中得到改善，但在调频环与叶片的焊接部位出现较大的应力，且调频环自身的形变较大，达到0.584mm。在长期运行中，叶片振动变形不同步的情况下，调频环存在发生更大形变的可能，即经受更高形变位移的考验。为此，考虑调频环向叶片根部移动，即在叶轮入口处加调频环，调频环直径更小，与叶片焊接部位的振动步性更好。调频环优化结构特点：1）与原引风机埋入叶片的调频环相比，口圈结构不需对叶片进行二次切割打磨，避免了对高强钢叶片的重复热处理（切割、焊接、退火），叶片仍被约束为一个整体，阻尼增大，在受到激振时振幅较低，可有效保护叶片根部的焊缝；2）与原有调频环位置相比，优化后调频环直径较小，在受到激振时变形较小，所受的拉伸和挤压变形较原调频环叶轮小得多，也避免了自身疲劳断裂，不仅保护了叶片根部的焊缝，又减小了调频环所受到的拉伸和挤压变形，且不破坏叶片，可有效降低叶片在激振力下产生颤振对叶片的危害。优后调频环与叶片组焊时自然形成剖口，容易焊接，且不破坏叶片。
3.3风机参数预警
引风机芯轴断裂前，引风机振动参数明显增大，其中振动频谱分析振动以1倍频为主，同时存在多倍频分量。振动与动叶开度关系上，同一动叶开度，风机振动值偏差较大，且存在动叶开度小时振动大，动叶开度大振动小现象。同时风机相位角不稳定。通过参数分析，可以提前策划风机检修，避免出现风机芯轴断裂事件。
3.4优化检修管理
(1)优化风机重要部件检查周期及明确工艺标准，每次标准小修时检查芯轴裂纹、滑块、滑动轴承及调节盘复合寸套磨损情况，每次对叶柄进行灵活性检查，避免因个别叶柄轴承损坏使风机动叶卡涩。(2)优化风机返厂检修周期，对风机叶柄轴承进行解体检查，减少风机叶片动作阻力。(3)定期清理叶片根部积灰，检查防进灰密封件是否损坏，及时处理，避免根部积灰。（4）增加六大风机电流偏差大的报警信号，定值设定为7A，进行逻辑修改。（5加强对二级低温省煤器空气吹灰器的维护，确保其就地投运正常。利用机组最近一次停运时机，检查空气吹灰器内部枪管是否存在断裂现象。（6提高空预器蒸汽吹灰压力至1.1MPa（提升阀后），确保吹灰效果。（7机组在高负荷尤其是满负荷的情况下，尽量减少一切引起风烟管道阻力增大的操作，尽量保持机组稳定运行，修改完善运行操作措施。（8）利用机组最近一次停运时机，对二级低温省煤器进行彻底的水冲洗，消除堵塞。
结束语
针对引风机存在单一轴向振动情况，通过风机运行调整试验、电机试验、振动状态与特征的分析，排除气流场不均、电机故障、轴承故障、联轴器轴中心偏心过大等原因导致驱动端轴向振动异常。通过试验查明引风机振动异常的原因主要是接触不良导致动刚度变化，引发振动大幅波动;运行时采取有效的临时措施，保证机组继续安全运行，并在停机检修中彻底解决风机振动问题。
参考文献
[1]朱建洛.锅炉一次风机轴向振动大成因分析及改进[J].设备管理与维修,2018(15):92-94.
[2]苏磊.烧结主抽风机轴向振动异常分析与处理[J].天津冶金,2018(S1):51-53+56.
[3]刘权.基于相位分析降低烧结风机轴向振动的研究[J].冶金设备,2018(01):66-68.
[4]胡方海,尹民权.#5炉吸风机运行工况异常剖析[A].中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会.全国第八届电站锅炉专业技术交流年会论文集[C].中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会:中国电力企业联合会科技开发服务中心,2018:10.
[5]张代新,陈宜振,尹民权.锅炉吸风机运行工况异常原因剖析[J].沈阳工程学院学(自然科学版),2018,9(02):113-116.