锅炉一次风机周期性振动异常原因分析及处理

俞智昊

大唐国际张家口发电有限公司 张家口市宣化区075100

摘要：一次风机是锅炉空气和烟气系统的主要设备,因为其运行过程具有工作空气小、风压大,采用300WM高速双叶可调轴流风机。轴流风机结构的两级运动是复杂的,而长期处于高压头工作状态的烟雾系统,其振动和噪音问题超过标准,严重影响了机组的安全稳定运行。引进1A风力涡轮机后,运行中振动逐渐恶化,通过频谱分析振动现象,采用排除法找出振动异常的原因,制定维修计划,并提出相应的解决措施,及时消除隐患,为机组安全稳定运行奠定了良好的基础。

关键词：锅炉一次风机；周期性振动异常原因；处理

引言

火电厂广泛配置大容量、高参数的锅炉，这促使风机也向着大容量、高参数、高转速、高效率、高度自动化、高可靠性和低噪音的方向发展。目前国内火电厂配置的一次风机广泛采用双级动叶可调轴流式风机，轴流风机以其流量大、启动力矩小、对风道系统变化适应性强等优势逐步成为火电厂的主流风机。随着双级动叶可调轴流式风机的广泛应用，相关振动问题也逐渐暴露。一次风机主轴承箱在夏季环境温度较高时运行过程中出现间歇性振动大产生的原因进行多方面分析，采取可靠的措施消除了一次风机主轴承箱在运行过程中的间歇性振动大缺陷，有效的提高了风烟系统和机组运行的安全性和稳定性，为同类型风机主轴承箱出现类似的振动大问题提供参考建议和借鉴价值。

1设备概述

火电亚临界锅炉一次风机是一种主要负责向锅炉供应所需的一次空气（PrimaryAir）的设备。它在锅炉系统中，通过给燃烧器提供所需的新鲜空气来支持燃烧过程。火电亚临界锅炉一次风机采用先进的设计和高效的叶轮结构，以提供足够的一次空气流量和压力。它能够稳定地将一次空气输送给锅炉，确保燃烧过程的正常进行。这种一次风机经过工艺精细设计和严格的质量控制，具有高度可靠性和稳定性。它采用高质量的材料和可靠的零部件，经过长时间运行的考验，能够在恶劣的工作条件下保持稳定的性能。火电亚临界锅炉一次风机采用高效的电机和先进的控制系统，能够根据实际需要进行调节，并满足不同负荷下的要求。它具备良好的节能性能，可以降低能源消耗和运行成本。该一次风机设计符合相关安全标准和环境保护要求。它采用了防爆和自动保护装置，确保设备的安全运行。

2工作原理

一次风机的工作原理是通过入口滤网吸入环境中的空气，由轴流风机叶片的旋转挤压推进力使空气流体获得能量。当轴流风机叶片持续旋转时，空气流体持续轴向流入，在叶片通道内获得能量，再沿轴向持续流出。一次风机轴向流出的冷一次风，一部分进入空气预热器的分隔仓被加热成为热一次风后进入磨煤机入口风道；另一部分通过旁路进入磨煤机入口，与热一次风混合后作为磨煤机出口温度的调节风。综上所述，一次风的主要作用是干燥煤粉并输送至炉膛，协助燃烧。

3振动现象

(1)在叶片调试期间，轴承在一级叶片的中心的径向振动增加了几次:水平振动强度从2022年2月的1.25mm/s增加到5月的3.5mm/s，垂直振动从2月的0.7mm/s增加到2.5mm/s，特别是在2022年5月8日启动时，轴承箱的水平振动强度为3.9mm/s，垂直振动强度为2.89mm/s，并且在工作过程中进行了现场测量；(2)一级叶片外壳处A点下的最大支承振动为3mm/s的相同位置，同时观察PI系统，注意两个一级叶片同时工作时的振动变化越来越大，这意味着A点是一级叶片的实际振动，如图1所示，对风机运行参数曲线进行分析，检查现场风机运行状况，发现无异常工况，轴承的运动、开度、电流、空气压力和温度，但轴承的X/Y冲击在运行过程中大大提高，极大地影响了机组运行的安全性和稳定性。

图２一次风机主轴承箱振动测点布置图

4应对措施

4.1复核轴系膨胀及中心数据

在安装一次风机联轴器前，先用拆下来的安装螺钉对各挠性元件进行测量，安装完毕后，一次风机侧与电机侧联轴器轴向距离最大公差为±０．５ｍｍ，两个半联轴器轴端间距的轴向公差最大为±１ｍｍ，以满足一次风机在运行过程中轴系膨胀需要，避免因风机轴系膨胀过大或过小导致主轴承箱运行过程中振动偏大或超标。查询2021～2022年１、２号机组４台一次风机Ａ级检修相关记录发现，４台一次风机Ａ级检修后的轴系膨胀方面相关验收数据均已达标，说明一次风机主轴承箱运行中的振动问题与轴系膨胀无直接关系。一次风机检修过程中，应严格控制轴系中心校准工作质量。一次风机液压缸同心度和旋转油封同心度公差不大于０．０５ｍｍ，一次风机与电机联轴器角向偏差最大公差不大于０．０５ｍｍ，避免因轴系同心度超标造成主轴承箱在运行中振动偏大或超标。

4.2风机性能特征与系统匹配性排查

（1）风机参数匹配性：评估备用一次风机的风量和风压是否与主要一次风机相匹配。确保备用风机能够满足系统所需的通风要求。比较备用风机和主要风机的参数，如风量、风压、转速等，并进行合理的调整。（2）风机效率匹配性：评估备用风机的效率是否与系统要求相符。确保备用风机具备相近的效率，能够提供稳定的通风能力，并达到系统所需的燃烧效果。（3）控制系统兼容性：检查备用风机的控制系统是否与主控制系统兼容。确保备用风机可以与控制系统无缝连接，并能够进行远程操作和调节。

4.3复核主轴承箱安装及检修工艺

一次风机主轴承箱安装前应确认安装方向是否正确。主轴承箱底座与主轴承箱的接触面应为加工面并要用红丹检测，若主轴承箱底座与主轴承箱的接触面积过小，则应该对主轴承箱底座加工面进行研磨至符合标准，以保证主轴承箱和主轴承箱底座的接触面积不低于总接触面积的２／３、间隙不大于０．１ｍｍ。固定主轴承箱螺栓的强度等级应不低于８．８级，且在安装前对螺杆涂抹二硫化钼以免生锈腐蚀，并依据螺栓大小使用相应的力矩扳手紧固螺栓，以保证主轴承箱两侧紧固力均衡，避免主轴承箱在运行过程中因安装质量问题造成振动偏大或超标。查询2021～2022年１、２号机组４台一次风机Ａ级检修相关记录发现，４台一次风机Ａ级检修后的主轴承箱安装方向、主轴承箱与主轴承箱底座的接触面积和间隙、主轴承箱固定螺栓材质等级和紧固力矩等方面相关验收数据均已达标，说明一次风机主轴承箱运行中的振动问题与主轴承箱与主轴承箱底座的接触面积和间隙、主轴承箱固定螺栓材质等级和紧固力矩等无直接关系。

4.4风机机壳与风道基础质量排查

一次风机叶片的设计和分析采用了机翼理论，其中气流方向和一次风机叶片前缘(称为机翼)形成了正的冲击角，气流保持在机翼的形状。当冲击角增大时，机翼表面差异减小，气流导致较大的涡轮逐渐升帆，气流下降，振动增大，并且在相同的运行状态下沿相反的方向传播，在相同的潮流变化时，电流和压力也不明显波动，并且在监视输入和输出管道是否有强烈振动，而一次风机叶片损失报警装置不起作用，这说明台风的运行没有任何损失。

5处理效果

根据对一次风机轴承振动异常的处理方法，在修理后运行的b类检查中对两个叶片进行了调整，一级叶片侧轴承振动稳定器运行三个多月之后，一次风机轴承振动值保持在1.0-1.5mm/s，与预载振动值(4.0-6.0mm/s)相比，一次风机轴承振动值保持在1.5-2.0mm/s，并且在工作负荷变化时振动值保持稳定，一次风机运行成本必须提高。

结束语

在锅炉一次风机周期性振动异常的原因分析和处理过程中，需要综合考虑多种可能原因，并进行详细的检查和分析。通过解决这些问题，可以有效地提高锅炉的运行效率和安全性。在处理锅炉一次风机周期性振动异常时，需要重视安全操作规程，确保人员和设备的安全。建议寻求专业人员的帮助，他们拥有丰富的经验和专业知识，能够提供准确的分析和解决方案。

参考文献

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