轴流风机动叶调节机构常见故障及判断方法

轴流风机动叶调节机构常见故障及判断方法文章发表于《热力发电》2013年第八期，转载请注明，谢谢。林邦春1，余　洋2（1.福建华电可门发电有限公司，福建 福州 350512；2.福建华电可门发电有限公司，福建 福州 350512）摘 要：介绍丹麦诺狄斯克VARIAX动叶调节技术的调节原理，总结该动叶调节技术的常见故障现象及原因，提出各种故障的判断方法，可供采用相同动叶调节技术风机的电厂技术人员借鉴参考。关键词：轴流风机；动叶调节；判断方法；防范措施Common faults and judgment of the axial fan blades' regulatory agenciesLIN Bang-chun1，YU Yang2（Fujian Huadian Kemen Power Company Limited，Fuzhou 350512，China.)Abstract：Description the regulating principle of Denmark Nuodisike VARIAX moving blades to adjust technology, summarizes the common symptoms and causes of the technology of the moving blade adjusting mechanism, put forward various fault finding methods are available using the same rotor blades to adjust the technology fan power plant 's technical staff learn from the reference.Key words：Axial fan；Moving blade adjustment；Method to judge；Preventive measures1　前言　　福建华电可门发电有限公司（以下简称可门电厂）装机容量为4×600MW，锅炉为上海锅炉厂引进美国ALSTOM技术设计，超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型露天布置、固态排渣、全钢梁悬吊结构，正压直吹式制粉系统。单机组配备2台送风机、2台一次风机、2台引风机。一期送、一次风机采用沈阳鼓风机厂的动叶可调轴流风机；二期送、一次风机为豪顿华工程公司的动叶可调轴流风机。一期送、一次风机在运行过程中多次发生调节机构故障，被迫降出力处理，严重影响机组的安全性。通过对多次现场故障的原因分析，结合动叶调节机构工作原理以及其他同类型电厂的常见故障处理情况，提出动叶可调轴流风机的动叶调节机构的故障处理方法及防范措施，降低动叶调节机构的故障率，提高送、一次风机的可靠性。2　动叶调节结构及原理2.1　液压系统压系统主要分为三部分：旋转油封、调节阀芯、主缸体，其功能主要如下：　　旋转油封：其作用是将高压油（P）、回油（O）、润滑油（T）引出或引入高速旋转的缸体，由一高速旋转的轴心和固定不动的壳体在滚动轴承的支撑下组成的，其精度很高，内泄不能太大，长期运行温度不能超过滚动轴承的承受温度。国产的旋转油封使用寿命大概在2～3年左右，豪顿进口的旋转油封，其内部有W形弹簧垫片，可以保证旋转油封的轴向串动，此弹簧垫为豪顿专利，目前国内无法生产，只有豪顿公司可以生产，而且弹簧垫可以提高旋转油封的寿命，故进口的旋转油封价格高于国产旋转油封的10倍以上。　　调节阀芯：它是一负遮盖换向阀。在正常状态下（动叶不动），进油路（P）常开而回油路（O）常闭，润滑油路（T）常开；负遮盖方式使回油路有一很小的开口量，因而有一定的回油量来循环冷却缸体，此开口量的大小决定了在平衡状态下，液压油的油压；目前国产液压缸，由于加工精度的原因，无法在加工上实现，所以基本是在加工好液压缸后，通过使用来决定开口的大小，以保证工作油压；而豪顿生产的液压缸，其加工精度可以实现在机械加工上直接开口，此即为国产缸与进口缸直接的区别，在国产缸的调阀第二道槽的上边缘有一个小开口，为后期磨出来的，如果大家看到了，不要以为是加工缺陷或者磨损掉的，那个开口是故意留出来的，进口缸就不存在。 主缸体：主缸体是一个上下腔面积不等的差动缸，送风机、一次风机液压缸上下腔面积比为1：2，引风机、增压风机液压缸上下腔面积比为2：1，其这两种缸的形式不一样。当上下腔同时进油的时候，由于压力一样，面积不一样，所以大腔收到的力大，膨胀，小腔的油通过詛油孔进入大腔，加剧了大腔的膨胀，这个时候，大腔为缸腔而小腔为泵功能向大腔供油，但大腔回油的时候，小腔有变为缸功能，这一特征使得双向运动的时间及对外作用力一致。2.2　液压缸工作原理正常状体（平衡状态）：叶片无调节，此时阀芯的位置使进油口（P）与小腔接通，回油口（O）关闭，但与大腔有个小切口，以保证循环冷却和较低的工作油压。此时压力油从P口进入小腔，通过詛油孔，进入大腔，从回油的小切口，通过冷油器后回到油箱中，泄漏及润滑油的通过T口直接回油箱，工作油压的大小，由回油切口的大小来决定，一般都是在3～4MPa左右。　　开启叶片：执行机构带动拉叉（旋转油封、调节阀芯）向左拉，此时P口与小腔接通，O口与大腔接通（全部接口，不是小切口），此时小腔进油，大腔回油，小腔膨胀（活塞是固定的）带动缸体向左移动，叶片往开方向走，由于阀体和缸体是一体的，缸体的移动也带动阀体的移动，使阀体与阀芯位置回到平衡时的位置。　　关闭叶片：执行机构带动拉叉向右压，此时P口与大、小腔都接通，O口全部关闭（小切口都关闭），此时大小腔都进油，由于大腔的左右面积大，所以大腔膨胀，带动缸体向右移动，从而叶片往关方向走，缸体带动阀体向右走，使阀体与阀芯位置回到平衡时的位置。3　故障现象及原因分析　　动叶调节机构主要是由机械部分和液压部分组成，机械部分包括执行器、调节臂部、配重块、拉叉及轮毂内部叶片转动机构。其常见的故障有以下几种。（1）调节缓慢，电流变化缓慢　　执行机构动作，动叶动作缓慢，与执行机构不同步，调节臂部脱落，几秒后调节臂部复位，调节完成，其主要原因为调节压力低，导致调节力矩不够。故障为溢流阀失效、液压缸泄漏、调节油压设置过低。（2）无指令，电流小幅度摆动　　执行机构未动作，电流小幅度振荡变化，其主要原因为叶柄上的平衡锤重量的离心力与叶片运行中受到的力矩不平衡，导致叶片小幅度振荡。故障为部分平衡锤的铅块掉落。（3）叶片不受控制，电流大幅度变化　　运行中突然电流大幅度随机变化，风压风量急剧波动，叶片的开关不受指令控制，其主要原因为液压缸调节阀弹簧的力与调节轴的力失去平衡。故障为摩擦面失效、配重块移位或松动、拉叉与调节轴失去连接或拉叉与旋转油封失去连接。（4）叶片调节开度在一定范围内存在空行程　　叶片调节在一定的开度范围内无动作，过了一定开度范围后，动作正常，主要原因为执行机构给定的位移量无法传递至调节阀阀芯。故障为拉叉与旋转油封接头螺栓松动、接头与旋转油封螺栓松动、拉叉与调节轴存在相当位移。（5）叶片无法动作　　执行机构动作，电流未变化，调节臂部脱落，液压油压力正常，主要原因为调节机构机械部分（不包括轮毂内部叶片转动机构）卡涩，故障为调节轴轴承失效、调节轴与拉叉连接松动、拉叉与旋转油封连接松动、旋转油封故障。执行机构动作，电流未变化，调节臂部脱落，液压油压力不正常，主要原因为调节机构液压部分及轮毂内部叶片转动机构故障，故障为液压缸卡涩、液压缸泄漏过大、调节阀芯卡涩、进回油管路不畅通、调节盘卡涩、叶片轴承失效。执行机构动作，电流未变化，调节臂部未脱落，液压油压力不正常，主要原因为调节轴与旋转油封无力矩传递（不任何接触性连接），阀芯在内部弹簧的作用下，动作至叶片最大，液压油憋压，故障为拉叉与调节轴完全失去连接或拉叉与旋转油封失完全去连接。4　故障判断方法　　当动叶发生调节故障时，首先对现场的调节臂部进行观察，查看是否有脱落，若没有脱落，观察调节时候调节轴是否有动作，如果调节轴动作，则可判断机械部分有松动，导致调节力没有传输给液压缸配油阀阀芯（即没有把位移量传给旋转油封），检查传动轴外部的顶丝、调节轴与拉叉连接处的顶丝以及拉叉与旋转油封的连接是否有松动。　　若故障发生时，调节臂部有脱落，观察油压及流量是否正常，如果压力偏高及流量低，则可以判断调节机构液压系统故障，主要检查旋转油封、液压缸及垫片及轮毂内动叶调节盘的相关部件。　　若故障发生时，调节臂部有脱落，油压及流量正常，则可以判断为调节机构机械故障，一般为卡涩，油压正常可以说明液压系统没有憋压现象，调节时给定的位移量没有传递至液压缸配油阀阀芯时就已经卡涩，主要检查调节轴轴承及拉叉连接处等地方是否有卡涩或损坏。　　如果调节时，液压缸速度明显滞后伺服电机速度，且液压油压力较低，可以重新整定溢流阀压力。若风机在运行中叶片开度不受控制，需检查旋转油封与拉叉的连接部分以及调节轴的摩擦面是否起作用。5　结　语　　送、一次风机为电厂锅炉的主要辅机，其安全可靠性直接影响机组负荷。对于动叶调节风机，其运行中的主要故障为调节机构故障，通过对调节机构的故障分析，建立故障判断机制及维护保养措施，准确迅速确定故障原因，减少故障处理时间。降低调节机构的故障率，提高调节机构的可靠性是对机组安全运行的保障。由于作者经验有限，本文有众多不足之处，望同行谅解及指导。参考文献 (References）王新生.动叶可调轴流风机调整异常原因分析及措.江西电力，2004，30（5）：27-30.马士东.ASN动叶可调轴流式送风机动调卡涩原因分析.黑龙江电力，2010，32(5)：393-395.张修华.动叶调整式轴流风机动叶卡涩的原因分析及处理.广东电力，2007，20（9）：63-65.file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-24254.png作者简介：林邦春(1986—)，男，福建福州，助理工程师，工学学士，从事电厂锅炉制粉系统、转动机械的设备管理及检修工作。余　洋(1986—)，男，福建龙岩，助理工程师，工学学士，从事电厂锅炉制粉系统、转动机械的设备管理及检修工作。