風機運行中常見故障原因分析及其處理

1、風機運行中常見故障原因分析及其處理 摘要：分析了風機運行中軸承振動、軸承溫度高、動葉卡澀、保護 裝置誤動作等故障的幾種原因，提出了被實際證明行之有效的處理 方法。 風機是一種將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為輸送氣體、給予氣 體能量的機械，它是火電廠中不可少的機械設備，主要有送風機、 引風機、一次風機、密封風機和排粉機等，消耗電能約占發(fā)電廠發(fā) 電量的1. 5%3. 0%。在火電廠的實際運行中，風機，特別是引 風機由于運行條件較惡劣，故障率較高，據(jù)有關統(tǒng)計資料，引風機 平均每年發(fā)生故障為 2 次，送風機平均每年發(fā)生故障為 0. 4 次，從 而導致機組非計劃停運或減負荷運行。因此，迅速判斷風機運行中 故障產(chǎn)生

2、的原因，采取得力措施解決是發(fā)電廠連續(xù)安全運行的保障。 雖然風機的故障類型繁多，原因也很復雜，但根據(jù)調(diào)查電廠實際運 行中風機故障較多的是：軸承振動、軸承溫度高、動葉卡澀、保護 裝置誤動。 1 風機軸承振動超標風機軸承振動是運行中常見的故障，風機的振動會引起軸承和 葉片損壞、螺栓松動、機殼和風道損壞等故障，嚴重危及風機的安 全運行。風機軸承振動超標的原因較多，如能針對不同的現(xiàn)象分析 原因采取恰當?shù)奶幚磙k法，往往能起到事半功倍的效果。1 . 1 不停爐處理葉片非工作面積灰引起風機振動這類缺陷常見于鍋爐引風機，現(xiàn)象主要表現(xiàn)為風機在運行中振 動突然上升。這是因為當氣體進入葉輪時，與旋轉(zhuǎn)的葉片工作面存 在

3、一定的角度，根據(jù)流體力學原理，氣體在葉片的非工作面一定有 旋渦產(chǎn)生，于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會慢慢地沉積在非工作 面上。機翼型的葉片最易積灰。當積灰達到一定的重量時由于葉輪 旋轉(zhuǎn)離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的 積灰不可能完全均勻一致，聚集或可甩走的灰塊時間不一定同步， 結果因為葉片的積灰不均勻?qū)е氯~輪質(zhì)量分布不平衡，從而使風機 振動增大。在這種情況下，通常只需把葉片上的積灰鏟除，葉輪又將重新 達到平衡，從而減少風機的振動。在實際工作中，通常的處理方法 是臨時停爐后打開風機機殼的人孔門，檢修人員進入機殼內(nèi)清除葉 輪上的積灰。這樣不僅環(huán)境惡劣，存在不安全因素，而且造成機

4、組 的非計劃停運，檢修時間長，勞動強度大。經(jīng)過研究，提出了一個 經(jīng)實際證明行之有效的處理方法。如圖 1所示，在機殼喉舌處（A點, 徑向?qū)χ~輪）加裝一排噴嘴（45個），將噴嘴調(diào)成不同角度。 噴嘴與沖灰水泵相連，將沖灰水作為沖洗積灰的動力介質(zhì)，降低負 荷后停單側(cè)風機，在停風機的瞬間迅速打開閥門，利用葉輪的慣性 作用噴洗葉片上的非工作面，打開在機殼底部加裝的閥門將沖灰水 排走。這樣就實現(xiàn)了不停爐而處理風機振動的目的。用沖灰水作清 灰的介質(zhì)，和用蒸汽和壓縮空氣相比，具有對噴嘴結構要求低、清 灰范圍大、效果好、對葉片磨損小等優(yōu)點。1 2 不停爐處理葉片磨損引起的振動磨損是風機中最常見的現(xiàn)象，風機在運行

5、中振動緩慢上升，一般是由于葉片磨損，平衡破壞后造成的。此時處理風機振動的問題 一般是在停爐后做動平衡。根據(jù)風機的特點，經(jīng)過多次實踐，總結 了以下可在不停爐的情況下對風機進行動平衡試驗工作。1）在機殼喉舌徑向?qū)χ~輪處（如圖 1）加裝一個手孔門，因 為此處離葉輪外圓邊緣距離最近，只有 200mm多，人站在風機外面，用手可以進行內(nèi)部操作。風機正常運行的情況下手孔門關閉。2）振動發(fā)生后將風機停下（單側(cè)停風機），將手孔門打開，在 機殼外對葉輪進行試加重量。3）找完平衡后，計算應加的重量和位置，對葉輪進行焊接工作。在實際工作中，用三點法找動平衡較為簡單方便。試加重量的計算 公式為P< = 250X

6、 A0X G/ D （3000/n） 2 （g）為了盡快找到應加的重量和位置，應根據(jù)平時的數(shù)據(jù)多總結經(jīng)驗。根據(jù)經(jīng)驗，Y4 7311 22D的風機振動0. 10mrfl寸不平衡重量為 2000g; MA29 11 18D的排粉機振動0. 10mrfl寸不平衡重量120g;軸流ASN212/1250型引風機振動為0. 10mnfl寸不平衡重量只有80 g左右。為了達到不停爐處理葉片磨損引起的振動問題的目的，平時 須加強對風門擋板的維護，減少風門擋板的漏風，在單側(cè)風機停運 時能防止熱風從停運的送風機處漏出以維持良好的工作環(huán)境。13 空預器的腐蝕導致風機振動間斷性超標這種情況通常發(fā)生在燃油鍋爐上。燃油

7、鍋爐引風機前一般沒有 電除塵，煙、風道較短，空預器的波紋板和定位板由于低溫腐蝕， 波紋板腐蝕成小薄鋼片，小薄鋼片隨煙氣一起直接打擊在風機葉片 上，一方面造成風機的受迫振動，另一方面一些小薄鋼片鑲嵌在葉 片上，由于葉片的動不平衡使風機振動。這種現(xiàn)象是筆者在長期的 實際生產(chǎn)中觀察到的結果。處理方法是及時更換腐蝕的波紋板，采 用方法防止空預器的低溫腐蝕，提高排煙溫度和進風溫度 （一般應高 于60C以避開露點），波紋板也可使用耐腐蝕的考登鋼或金屬搪瓷。 14 風道系統(tǒng)振動導致引風機的振動煙、風道的振動通常會引起風機的受迫振動。這是生產(chǎn)中容易 出現(xiàn)而又容易忽視的情況。風機出口擴散筒隨負荷的增大，進、出

8、風量增大，振動也會隨之改變，而一般擴散筒的下部只有 4 個支點， 如圖 2 所示，另一邊的接頭石棉帆布是軟接頭，這樣一來整個擴散 筒的 60重量是懸吊受力。從圖中可以看出軸承座的振動直接與擴 散筒有關，故負荷越大，軸承產(chǎn)生振動越大。針對這種狀況，在擴 散筒出口端下面增加一個活支點（如圖 3），可升可降可移動。當機 組負荷變化時，只需微調(diào)該支點，即可消除振動。經(jīng)過現(xiàn)場實踐效 果非常顯著。該種情況在風道較短的情況下更容易出現(xiàn)。1 5 動、靜部分相碰引起風機振動 在生產(chǎn)實際中引起動、靜部分相碰的主要原因：（1）葉輪和進風口（集流器）不在同一軸線上。（2）運行時間長后進風口損壞、變形。（3）葉輪松動使

9、葉輪晃動度大。（4）軸與軸承松動。（5）軸承損壞。（6）主軸彎曲。 根據(jù)不同情況采取不同的處理方法。引起風機振動的原因很多，其它如連軸器中心偏差大、基礎或機座剛性不夠、原動機振動引起 等等，有時是多方面的原因造成的結果。實際工作中應認真總結經(jīng) 驗，多積累數(shù)據(jù)，掌握設備的狀態(tài)，摸清設備劣化的規(guī)律，出現(xiàn)問 題就能有的放矢地采取相應措施解決。 2 軸承溫度高風機軸承溫度異常升高的原因有三類：潤滑不良、冷卻不夠、 軸承異常。離心式風機軸承置于風機外，若是由于軸承疲勞磨損出 現(xiàn)脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高，一般可以通過聽軸承聲音和測量振動等方法來判斷，如是潤滑不良、冷卻不夠的原因則是較容易判斷的。

10、而軸流風機的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進氣室的下方，當發(fā)生軸承溫度高時，由于風機在運行，很難判斷是軸承有問題還是潤滑、冷卻的問題。實際工作中應先從以下幾個方面解決 問題。(1) 加油是否恰當。應當按照定期工作的要求給軸承箱加油。軸承加油后有時也會出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時現(xiàn) 象為溫度持續(xù)不斷上升，到達某點后(一般在比正常運行溫度高 10C 15C左右)就會維持不變，然后會逐漸下降。(2) 冷卻風機小，冷卻風量不足。引風機處的煙溫在120C140C，軸承箱如果沒有有效的冷卻，軸承溫度會升高。比較簡單同 時又節(jié)約廠用電的解決方法是在輪轂側(cè)軸承設置壓縮空氣冷卻。當 溫度低時可以不開啟壓縮空

11、氣冷卻，溫度高時開啟壓縮空氣冷卻。( 3)確認不存在上述問題后再檢查軸承箱。3 動葉卡澀軸流風機動葉調(diào)節(jié)是通過傳動機構帶動滑閥改變液壓缸兩側(cè)油 壓差實現(xiàn)的。在軸流風機的運行中，有時會出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)困難或完 全不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象通常會認為是風機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)故 障和輪轂內(nèi)部調(diào)節(jié)機構損壞等。但在實際中通常是另外一種原因： 在風機動葉片和輪轂之間有一定的空隙以實現(xiàn)動葉角度的調(diào)節(jié)，但不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙造成動葉調(diào)節(jié)困難。動葉卡澀 的現(xiàn)象在燃油鍋爐和采用水膜除塵的鍋爐比較普遍，解決的措施主 要有（1）盡量使燃油或煤燃燒充分，減少碳黑，適當提高排煙溫度 和進風溫度，避免煙氣中的硫在空預器中

12、的結露。（2）在葉輪進口設置蒸汽吹掃管道，當風機停機時對葉輪進行清掃，保持葉輪清潔，蒸汽壓力v= 0. 2MPa溫度v= 200C。（3）適時調(diào)整動葉開度，防止葉片長時間在一個開度造成結垢，風機停運后動葉應間斷地在 055 °活動。（4）經(jīng)常檢查動葉傳動機構，適當加潤滑油。4 旋轉(zhuǎn)失速和喘振旋轉(zhuǎn)失速是氣流沖角達到臨界值附近時，氣流會離開葉片凸面， 發(fā)生邊界層分離從而產(chǎn)生大量區(qū)域的渦流造成風機風壓下降的現(xiàn)象。 喘振是由于風機處在不穩(wěn)定的工作區(qū)運行出現(xiàn)流量、風壓大幅度波 動的現(xiàn)象。這兩種不正常工況是不同的，但是它們又有一定的關系。 風機在喘振時一般會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流，但旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生只決定于

13、葉 輪本身結構性能、氣流情況等因素，與風煙道系統(tǒng)的容量和形狀無 關，喘振則風機本身與風煙道都有關系。旋轉(zhuǎn)失速用失速探針來檢 測，喘振用 U 形管取樣，兩者都是壓差信號驅(qū)動差壓開關報警或跳 機。但在實際運行中有兩種原因使差壓開關容易出現(xiàn)誤動作：1）煙 氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和 U 形管容易堵塞； 2）現(xiàn)場條件 振動大。該保護的可靠性較差。由于風機發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速和喘振時， 爐膛風壓和風機振動都會發(fā)生較大的變化，在風機調(diào)試時通過動葉 安裝角度的改變使風機正常工作點遠離風機的不穩(wěn)定區(qū)，隨著目前 風機設計制造水平的提高，可以將風機跳閘保護中喘振保護取消， 改為“發(fā)訊”，當出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速或喘振信號后運

14、行人員通過調(diào)節(jié)動 葉開度使風機脫離旋轉(zhuǎn)脫流區(qū)或喘振區(qū)而保持風機連續(xù)穩(wěn)定運行， 從而減少風機的意外停運。 5 結束語隨著中國風機制造水平的提高，風機的效率和可靠性不斷提高， 但風機在實際運用中故障的情況仍較多，完善系統(tǒng)設計、做好定期 維護工作是提高風機可靠性的關鍵，總結經(jīng)驗，針對不同的故障采 用針對性的方法對減少風機非計劃停運也非常重要。摘要：分析了 風機運行中軸承振動、軸承溫度高、動葉卡澀、保護裝置誤動作等 故障的幾種原因，提出了被實際證明行之有效的處理方法。 風 機是一種將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為輸送氣體、給予氣體能量的機械， 它是火電廠中不可少的機械設備，主要有送風機、引風機、一次風 機、密封

15、風機和排粉機等，消耗電能約占發(fā)電廠發(fā)電量的1. 5%30。在火電廠的實際運行中，風機，特別是引風機由于運行條 件較惡劣，故障率較高，據(jù)有關統(tǒng)計資料，引風機平均每年發(fā)生故 障為 2 次，送風機平均每年發(fā)生故障為 0. 4 次，從而導致機組非計 劃停運或減負荷運行。因此，迅速判斷風機運行中故障產(chǎn)生的原因， 采取得力措施解決是發(fā)電廠連續(xù)安全運行的保障。雖然風機的故障類型繁多，原因也很復雜，但根據(jù)調(diào)查電廠實際運行中風機故障較 多的是：軸承振動、軸承溫度高、動葉卡澀、保護裝置誤動。 1 風 機軸承振動超標風機軸承振動是運行中常見的故障，風機的振動會引起軸承和 葉片損壞、螺栓松動、機殼和風道損壞等故障，嚴

16、重危及風機的安 全運行。風機軸承振動超標的原因較多，如能針對不同的現(xiàn)象分析 原因采取恰當?shù)奶幚磙k法，往往能起到事半功倍的效果。1 1 不停爐處理葉片非工作面積灰引起風機振動這類缺陷常見于鍋爐引風機，現(xiàn)象主要表現(xiàn)為風機在運行中振 動突然上升。這是因為當氣體進入葉輪時，與旋轉(zhuǎn)的葉片工作面存 在一定的角度，根據(jù)流體力學原理，氣體在葉片的非工作面一定有 旋渦產(chǎn)生，于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會慢慢地沉積在非工作 面上。機翼型的葉片最易積灰。當積灰達到一定的重量時由于葉輪 旋轉(zhuǎn)離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的 積灰不可能完全均勻一致，聚集或可甩走的灰塊時間不一定同步， 結果因為葉片

17、的積灰不均勻?qū)е氯~輪質(zhì)量分布不平衡，從而使風機 振動增大。在這種情況下，通常只需把葉片上的積灰鏟除，葉輪又將重新 達到平衡，從而減少風機的振動。在實際工作中，通常的處理方法 是臨時停爐后打開風機機殼的人孔門，檢修人員進入機殼內(nèi)清除葉 輪上的積灰。這樣不僅環(huán)境惡劣，存在不安全因素，而且造成機組 的非計劃停運，檢修時間長，勞動強度大。經(jīng)過研究，提出了一個 經(jīng)實際證明行之有效的處理方法。如圖 1所示，在機殼喉舌處（A點, 徑向?qū)χ~輪）加裝一排噴嘴（45個），將噴嘴調(diào)成不同角度。 噴嘴與沖灰水泵相連，將沖灰水作為沖洗積灰的動力介質(zhì)，降低負 荷后停單側(cè)風機，在停風機的瞬間迅速打開閥門，利用葉輪的慣性

18、作用噴洗葉片上的非工作面，打開在機殼底部加裝的閥門將沖灰水 排走。這樣就實現(xiàn)了不停爐而處理風機振動的目的。用沖灰水作清 灰的介質(zhì)，和用蒸汽和壓縮空氣相比，具有對噴嘴結構要求低、清 灰范圍大、效果好、對葉片磨損小等優(yōu)點。12 不停爐處理葉片磨損引起的振動磨損是風機中最常見的現(xiàn)象，風機在運行中振動緩慢上升，一 般是由于葉片磨損，平衡破壞后造成的。此時處理風機振動的問題 一般是在停爐后做動平衡。根據(jù)風機的特點，經(jīng)過多次實踐，總結 了以下可在不停爐的情況下對風機進行動平衡試驗工作。1）在機殼喉舌徑向?qū)χ~輪處（如圖 1）加裝一個手孔門，因 為此處離葉輪外圓邊緣距離最近，只有 200mm多，人站在風機外

19、面，用手可以進行內(nèi)部操作。風機正常運行的情況下手孔門關閉。2）振動發(fā)生后將風機停下（單側(cè)停風機），將手孔門打開，在 機殼外對葉輪進行試加重量。3) 找完平衡后，計算應加的重量和位置，對葉輪進行焊接工作。在實際工作中，用三點法找動平衡較為簡單方便。試加重量的計算 公式為P< = 250X A0X G/ D (3000/n) 2 (g)為了盡快找到應加的重量和位置，應根據(jù)平時的數(shù)據(jù)多總結經(jīng)驗。根據(jù)經(jīng)驗，Y4 7311 22D的風機振動0. 10mrfl寸不平衡重量為 2000g； MA29 11 18D的排粉機振動0. 10mrfl寸不平衡重量120g；軸流ASN212/1250型引風機振動

20、為0. 10mnfl寸不平衡重量只有80g左右。為了達到不停爐處理葉片磨損引起的振動問題的目的，平時須加強對風門擋板的維護，減少風門擋板的漏風，在單側(cè)風機停運 時能防止熱風從停運的送風機處漏出以維持良好的工作環(huán)境。1 . 3 空預器的腐蝕導致風機振動間斷性超標這種情況通常發(fā)生在燃油鍋爐上。燃油鍋爐引風機前一般沒有 電除塵，煙、風道較短，空預器的波紋板和定位板由于低溫腐蝕， 波紋板腐蝕成小薄鋼片，小薄鋼片隨煙氣一起直接打擊在風機葉片 上，一方面造成風機的受迫振動，另一方面一些小薄鋼片鑲嵌在葉 片上，由于葉片的動不平衡使風機振動。這種現(xiàn)象是筆者在長期的 實際生產(chǎn)中觀察到的結果。處理方法是及時更換腐

21、蝕的波紋板，采用方法防止空預器的低溫腐蝕，提高排煙溫度和進風溫度 （一般應高 于60C以避開露點），波紋板也可使用耐腐蝕的考登鋼或金屬搪瓷。1 4 風道系統(tǒng)振動導致引風機的振動煙、風道的振動通常會引起風機的受迫振動。這是生產(chǎn)中容易 出現(xiàn)而又容易忽視的情況。風機出口擴散筒隨負荷的增大，進、出 風量增大，振動也會隨之改變，而一般擴散筒的下部只有 4 個支點， 如圖 2 所示，另一邊的接頭石棉帆布是軟接頭，這樣一來整個擴散 筒的 60重量是懸吊受力。從圖中可以看出軸承座的振動直接與擴 散筒有關，故負荷越大，軸承產(chǎn)生振動越大。針對這種狀況，在擴 散筒出口端下面增加一個活支點（如圖 3），可升可降可移動

22、。當機 組負荷變化時，只需微調(diào)該支點，即可消除振動。經(jīng)過現(xiàn)場實踐效 果非常顯著。該種情況在風道較短的情況下更容易出現(xiàn)。1 5 動、靜部分相碰引起風機振動 在生產(chǎn)實際中引起動、靜部分相碰的主要原因： （ 1）葉輪和進風口（集流器）不在同一軸線上。（2）運行時間長后進風口損壞、變形。（ 3）葉輪松動使葉輪晃動度大。（ 4）軸與軸承松動。5）軸承損壞6）主軸彎曲根據(jù)不同情況采取不同的處理方法。引起風機振動的原因很多， 其它如連軸器中心偏差大、基礎或機座剛性不夠、原動機振動引起 等等，有時是多方面的原因造成的結果。實際工作中應認真總結經(jīng) 驗，多積累數(shù)據(jù)，掌握設備的狀態(tài)，摸清設備劣化的規(guī)律，出現(xiàn)問 題就

23、能有的放矢地采取相應措施解決。 2 軸承溫度高風機軸承溫度異常升高的原因有三類：潤滑不良、冷卻不夠、 軸承異常。離心式風機軸承置于風機外，若是由于軸承疲勞磨損出 現(xiàn)脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高，一般可以通過聽軸承聲 音和測量振動等方法來判斷，如是潤滑不良、冷卻不夠的原因則是 較容易判斷的。而軸流風機的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進氣室的 下方，當發(fā)生軸承溫度高時，由于風機在運行，很難判斷是軸承有 問題還是潤滑、冷卻的問題。實際工作中應先從以下幾個方面解決 問題。（1）加油是否恰當。應當按照定期工作的要求給軸承箱加油。 軸承加油后有時也會出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時現(xiàn) 象為溫度持續(xù)不

24、斷上升，到達某點后（一般在比正常運行溫度高 10C 15C左右）就會維持不變，然后會逐漸下降。（2）冷卻風機小，冷卻風量不足。引風機處的煙溫在120C140C，軸承箱如果沒有有效的冷卻，軸承溫度會升高。比較簡單同時又節(jié)約廠用電的解決方法是在輪轂側(cè)軸承設置壓縮空氣冷卻。當溫度低時可以不開啟壓縮空氣冷卻，溫度高時開啟壓縮空氣冷卻。（3）確認不存在上述問題后再檢查軸承箱。3 動葉卡澀軸流風機動葉調(diào)節(jié)是通過傳動機構帶動滑閥改變液壓缸兩側(cè)油 壓差實現(xiàn)的。在軸流風機的運行中，有時會出現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)困難或完 全不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象通常會認為是風機調(diào)節(jié)油系統(tǒng)故 障和輪轂內(nèi)部調(diào)節(jié)機構損壞等。但在實際中通常是另外一種原因： 在風機動葉片和輪轂之間有一定的空隙以實現(xiàn)動葉角度的調(diào)節(jié)，但 不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙造成動葉調(diào)節(jié)困難。動葉卡澀 的現(xiàn)象在燃油鍋爐和采用水膜除塵的鍋爐比較普遍，解決的措施主 要有（1）盡量使燃