动叶可调式轴流风机动叶卡涩分析

动叶可调式轴流风机动叶卡涩分析

陈苏源

（湛江中粤能源有限公司 广东 湛江 524000）

摘要：动叶可调式轴流风机能在运行中通过液压系统改变叶片的角度，从而调节风量和风压，具有良好的调节性能，在大型燃煤汽轮发电机组锅炉中被广泛应用。本文主要针对调顺电厂一次风机和引风机动叶卡涩情况进行分析，提出了一系列运行控制措施，并通过实践，取得了明显效果。

关键词：轴流风机；卡涩；运行

一、设备概况

调顺电厂锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的亚临界、一次中间再热、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的∏型燃煤汽包炉，型号为DG2030/17.5-II8。每台锅炉配置两台液压动叶可调轴流式送风机、引风机和一次风机。正常运行时，通过电动执行机构驱动液压装置改变动叶角度进而改变风机全压以适应锅炉的负荷需要。自2020年以来，我厂引风机和一次风机多次在运行中出现动叶卡涩现象，严重影响机组安全运行和负荷调节。以下是关于调顺电厂轴流风机动叶卡涩故障统计。

二、液压装置结构与原理

液压装置结构主要分为三个部分：旋转油封、调节阀芯和主缸体。当风机运行不需要调整动叶开度时，进油口与液压缸小腔室连通，回油口关闭，但液压缸大腔室上一小切口，液压油从进油口进入小腔室，通过节流孔进入大腔室，从回油小切口经冷油器回到油箱，保证液压油的循环冷却和较低的油压。当需要调整风机流量及全压时，电动执行机构通过调节臂带动拉叉左右移动，进而改变液压缸大小腔室油量、油压，使液压缸缸体或活塞左右移动。液压缸缸体或活塞与叶轮上的每个动叶片的调节连杆相连，当其左右移动时，动叶的角度改变，风机流量与全压随即改变。

不同功率风机液压缸结构略有差异，比如引风机、增压风机等大功率风机一般采用缸体固定的液压缸，叶片动作是通过活塞的移动来调节的，其优点是液压缸功率不受轮毂大小和工作油压大小影响，但由于其相对移动的密封面较多，泄漏概率较大。送风机、一次风机则采用活塞固定，液压缸缸体移动带动叶片调节，密封性较好，泄漏概率小。

三、动叶卡涩原因分析

1、风机动叶轴承损坏

风机动叶轴承的损坏主要是指出现磨损和锈蚀的情况。风机因长时间运行导致动叶轴承损坏出现动叶卡涩主要有以下两种因素：

（1）风机叶轮密封性能差。叶轮各端盖未作密封处理或密封破损。一是由于烟气中含大量粉尘，二是风机安装在半露天位置，水汽、粉尘等极易进入叶轮内，会造成滑块表面的油脂干涸和叶轮各组件生锈。

（2）风机动叶轴承密封环密封性能差。密封环因长时间运行发生损坏、破裂、磨损、老化造成烟气中或外部粉尘、铁锈等杂质进入风机动叶轴承，造成轴承损坏。

2、风机调节臂附件出现故障

风机传动装置一般安装在风机外壳外部，在半露天的环境雨水会从端盖不严密处进入轴承箱，冲刷轴承表面的润滑油脂，油脂流失后导致轴承生锈卡涩。

3、液压油系统溢流阀失效

液压油系统中溢流阀的作用是当系统油压超过其设定值时打开，泄去部分油压，从而保证油压在允许范围内，避免油系统超压泄漏。若溢流阀失效动作后不回座，可能导致油压达不到设定值，导致动叶卡涩。

4、液压缸不能正常动作

液压缸的作用是将液压油的势能转换成机械能，以带动动叶片调节。在风机的整个液压调节机构中，调节臂通过拉叉和液压缸的调节阀连接，带动液压缸动作。液压缸内的组件复杂，其中任一个出现问题均将造成液压缸动作故障。

5、电动执行机构缺陷

电动执行机构是液压调节机构中的重要部件，它起到将力矩传递给风机调节臂的作用，具体的故障及原因为电动头端盖密封不严或破损水汽、粉尘进入导致短路或电子元件损坏。

6、液压油油质劣化

液压油是液压系统传递能量的工作介质。液压油油质劣化是指液压油含水量过高导致乳化或长时间运行含有过量的金属碎屑等杂质，它对整个液压调节机构的影响很大，导致液压油油质劣化的原因有：

（1）空气中的水汽和粉尘由油箱加油口、呼吸孔和油箱端盖等不严密处进入液压油系统；冷油器管路穿孔导致冷却水窜入油系统。

（2）冷油器管路堵塞冷却效果下降，液压油长期运行温度偏高产生的油泥。

（3）液压油系统运行中产生的杂质如：密封材料的破损片、泵、轴承、液压缸等磨损产生的金属屑；水分、空气、铜、铁的触媒作用而产生的氧化物等。

7、SCR过量喷氨

当SCR喷氨量过大氨逃逸率过高时，未完全反应的氨气会与烟气中的SO2反应生成NH4HSO4，这是一种粘度很高的物质，容易在锅炉尾部烟道低温段如空预器冷端和引风机叶轮处结露聚集，由于其粘度较高，会吸附烟气中的粉尘导致动叶轴承积灰卡涩。

四、运行控制措施

调顺电厂机组参与电力现货调频市场，机组负荷变动频繁，为避免轴流风机出现动叶卡涩情况影响机组安全经济运行，也为提高电厂运行人员应对此类故障的能力，根据过往运行经验，提出以下几项措施：

1、控制脱硝反应器喷氨量，在保证环保指标不超限的前提下尽量减小喷氨，当氨逃逸率异常升高时及时查找原因并消除，通过降低炉膛氧量和调整燃尽风门减少烟气中NOx生成，加强锅炉排烟温度监视与调整，避免低温腐蚀。

2、加强轴流风机液压油系统的监视和巡查，当液压油系统异常时应及时查找原因并消除；按要求定期对液压油进行化验，油质不合格应及时安排滤油。

3、根据过往运行历史整理出各轴流风机动叶开度和电流大致对应关系，在DCS上调出各轴流风机动叶开度和电流进行重点监视，当出现动叶开度与电流不匹配时应引起重视，并综合判断，及时将风机动叶切至手动控制，避免其突然大幅度动作导致风机抢风或喘振。也可以通过增加“两台对应两台风机动叶或电流偏差大报警和切除动叶自动控制”热工逻辑，避免出现一台风机动叶卡涩后导致的抢风和喘振现象。

4、我厂部分轴流风机还设置动叶“过力矩”报警。轴流风机液压装置是由电动执行机构通过调节臂驱动的，调节臂与拉叉间存在弹簧连接，当液压装置内部存在卡涩时，调整动叶开度，电动执行机构会带动调节臂动作，但由于液压装置内部卡涩，拉叉不会产生位移，此时连接弹簧便会产生形变，当该形变过大时便会触发“过力矩”开关动作发出报警。“过力矩”报警发出后，电动执行机构仍能动作，此时应及时将风机动叶控制切至手动，调整电动执行机构开度使报警消失，再配合检修人员消除动叶卡涩故障后再投入自动。

5、当运行中出现风机动叶卡涩情况时，可尝试启动备用液压油泵，提高液压系统工作油压力的方式消除卡涩，启动备用油泵前必须调整风机动叶开度与电流匹配，避免油压升高后动叶突然动作导致两台风机抢风造成喘振。采用该方法前应充分考虑液压油系统管路承压能力，避免因长时间超压运行导致油管泄漏扩大缺陷，并要加强液压油系统各参数的监视和巡查。

6、建议在一些露天设备如调节臂处加装挡雨板或防护罩，防止雨水或粉尘进入轴承造成卡涩。

五、结束语

风烟系统作为锅炉重要辅机运行中出现风机动叶卡涩会严重影响机组安全经济运行，作为运行人员应通过相关参数的变化提前发现异常，当异常出现时也要正确处理并配合检修人员消除异常，方能保证机组的安全经济运行。