鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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車間房頂通風設備_淺談軸流風機的優(yōu)缺點和故障診斷 三葉羅茨風機
大唐山東電力檢修運營有限公司 任素強
摘要：大型火力發(fā)電機組的設備選型一般將動葉可調(diào)軸流風機選擇為鍋爐送風機，動葉可調(diào)軸流風機在運行中具有操作方便、調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點，但其核心機構均為動調(diào)執(zhí)行機構，其結(jié)構精密，對裝調(diào)、維護均有較高要求，本文試圖分析改型風機在實際運用中的常見異常并提出處理建議。
Abstract: large-scale firepower aircrew equipment selection general will move leaves adjustable axial flow fans choice for boiler, dynamic leaf blowers adjustable axial flow fan in operation is easy to operate, regulation performance advantages, but its core agencies have to move the actuators, the precise structure, to assembly and adjustment and maintenance are higher demand, this paper attempts to analyze the retrofit fan in the practical application of the common problems and propose.
關鍵詞:動葉可調(diào)風機；動葉；異常分析；故障處理
Key words: the move leaves adjustable fan; move abnormal; failure analysis; processing
1 文章快照
動葉可調(diào)風機反饋不正常的原因檢修人員和廠家人員共同檢查，均發(fā)現(xiàn)屬于控制頭控制失靈，即風機在旋轉(zhuǎn)過程中葉片突然向全開或全關的方向滑去，失去調(diào)節(jié)能力，從而使風機的運行電流突然增大或縮小，風機不能正常運行。而保證風機旋轉(zhuǎn)中正常運行、葉片穩(wěn)定在合適角度的機構是反饋系統(tǒng)，在風機控制頭末端裝有1只反饋球軸承，球軸承損壞將導致反饋桿失去定位，不能正常帶動錯油閥的外套移動，此外，用于固定反饋軸承的螺母，由于風機的振動等原因造成該螺母松脫，也會導致反饋桿失靈，反饋桿不能帶動錯油閥的外套移動，也就不能將調(diào)節(jié)系統(tǒng)的進油口封住，風機葉片只能向全開或全關的方向滑去，最終靠機械限位穩(wěn)定在極限位置。解決方案是逢停必檢，在機組停運時，安排檢查送風機控制頭反饋軸承及其固定螺母，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。注明（動葉可調(diào)風機執(zhí)行器選型如德國歐碼執(zhí)行器全開全關是不超過53秒）。
1.1 兩級動葉可調(diào)一次風機和動可調(diào)葉送風機常見故障處理
（1） 軸承箱漏油問題軸承箱漏油一般不會影響設備安全運行，只會對現(xiàn)場文明生產(chǎn)造成影響，在黃島電廠的一次風機和魯北電廠的送風機在生產(chǎn)過程中已經(jīng)先后發(fā)生過幾次，根本原因是軸承箱端部密封使用的是骨架油封，長周期運行后發(fā)生橡膠龜裂等異常造成泄漏，目前暫無更好的密封方法解決（密封選擇德國前西德設計生產(chǎn)），正常運行時。
（2） 在保證風機安全的前提下，適當降低潤滑油壓(根據(jù)經(jīng)驗一般在0.28-0.30Mpa即可維持運行)以減少泄漏量，此外，風機漏油位置相對固定，一般在風機出口膨脹節(jié)處，為保證現(xiàn)場文明生產(chǎn)，可考慮安裝專用接油裝置。
�。�3）油質(zhì)問題送風機控制頭結(jié)構決定了其內(nèi)部間隙非常小，油質(zhì)不好造成油系統(tǒng)污染，影響風機正常調(diào)節(jié)，而送風機安裝在電除塵器附近，灰塵多、污染大，因此,瓦廠房散熱處理方法，應加強送風機油質(zhì)檢驗，建議定期化驗和安排潤滑油過濾和更換。
�。�4） 動葉可調(diào)軸流送風機屬于鍋爐輔機中比較精密設備，安裝檢修要求高，熟悉送風機液控部分結(jié)構有利于加強設備檢修維護，保證檢修成功率。
1.2軸流風機動葉調(diào)節(jié)原理（TLT結(jié)構）
�。�1） 軸流動葉可調(diào)一次風機和送風機利用動葉安裝角的變化，使風機的性能曲線移位。性能曲線與不同的動葉安裝角與風道性能曲線，可以得出一系列的工作點。若需要流量及壓頭增大，只需增大動葉安裝角；反之只需減少動葉安裝角。
�。�2） 軸流送風機的動葉調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)效率高，而且又能使調(diào)節(jié)后的風機處于高效率區(qū)內(nèi)工作。采用動葉調(diào)節(jié)的軸流送風機還可以避免在小流量工況下落在不穩(wěn)定工況區(qū)內(nèi)。軸流送風機動葉調(diào)節(jié)使風機結(jié)構復雜，調(diào)節(jié)裝置要求較高，制造精度要求亦高。
�。�3） 改變動葉安裝角是通過動葉調(diào)節(jié)機構來執(zhí)行的，它包括液壓調(diào)節(jié)裝置和傳動機構。液壓缸內(nèi)的活塞由軸套及活塞軸的凸肩被軸向定位的，液壓缸可以在活塞上左右移動，但活塞不能產(chǎn)生軸向移動。為了防止液壓缸在左、右移動時通過活塞與液壓缸間隙的泄漏，活塞上還裝置有兩列帶槽密封圈。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，液壓缸與葉輪同步旋轉(zhuǎn)，而活塞由于護罩與活塞軸的旋轉(zhuǎn)亦作旋轉(zhuǎn)運動。所以風機穩(wěn)定在某工況下工作時，活塞與液壓缸無相對運動。
�。�4） 活塞軸的另一端裝有控制軸，葉輪旋轉(zhuǎn)時控制軸靜止不動，但當液壓缸左右移動時會帶動控制軸一起移動�？刂祁^等零件是靜止并不作旋轉(zhuǎn)運動的。
�。�5） 葉片裝在葉柄的外端，每個葉片用6個螺栓固定在葉柄上，葉柄由葉柄軸承支撐，平衡塊與葉片成一規(guī)定的角度裝設，二者位移量不同，平衡塊用于平衡離心力，使葉片在運轉(zhuǎn)中成為可調(diào)。
�。�6） 動葉調(diào)節(jié)機構被葉輪及護罩所包圍，這樣工作安全，避免臟物落入調(diào)節(jié)機構，使之動作靈活或不卡澀。
�。�7） 當軸流送風機在某工況下穩(wěn)定工作時，動葉片也在相應某一安裝角下運轉(zhuǎn)，那么伺服閥將油道①與②的油孔堵住，活塞左右兩側(cè)的工作油壓不變，動葉安裝角自然固定不變。
�。�8） 當鍋爐工況變化需要減小調(diào)節(jié)風量時，電信號傳至伺服馬達使控制軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，控制軸的旋轉(zhuǎn)帶動拉桿向右移動。此時由于液壓缸只隨葉輪作旋轉(zhuǎn)運動，而調(diào)節(jié)桿(定位軸)及與之相連的齒條是靜止不動的。于是齒套是以B點為支點，帶動與伺服閥相連的齒條往右移動，使壓力油口與油道②接通，回油口與油道①接通。壓力油從油道②不斷進入活塞右側(cè)的液壓缸容積內(nèi)，使液壓缸不斷向右移動。與此同時活塞左側(cè)的液壓缸容積內(nèi)的工作油從油道①通過回油孔返回油箱。
（9） 由于液壓缸與葉輪上每個動葉片的調(diào)節(jié)桿相連，當液壓缸向右移動時，動葉的安裝角減小，軸流送風機輸送風量和壓頭也隨之降低。
（10） 當液壓缸向右移動時，調(diào)節(jié)桿(定位軸)亦一起往右移動，但由于控制軸拉桿不動，所以齒套以A為支點，使伺服閥上齒條往左移動，從而使伺服閥將油道①與②的油孔堵住，則液壓缸處在新工作位置下(即調(diào)節(jié)后動葉角度)不再移動，動葉片處在關小的新狀態(tài)下工作。這就是反饋過程。在反饋過程中,彩鋼瓦屋頂通風降溫，定位軸帶動指示軸旋轉(zhuǎn)，使它將動葉關小的角度顯示出來。
�。�11） 若鍋爐的負荷增大，需要增大動葉角度，伺服馬達使控制軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，于是控制軸上拉桿以定位軸上齒條為支點，將齒套向左移動，與之嚙合齒條(伺服閥上齒條)也向左移動，使壓力油口與油道①接通，回油口與油道②接通。壓力油從油道①進入活塞的左側(cè)的液壓缸容積內(nèi)，使液壓缸不斷向左移動，而與此同時活塞右側(cè)的液壓缸容積內(nèi)的工作油從油道②通過回油孔返回油箱。此時動葉片安裝角增大、鍋爐通風量和壓頭也隨之增大。當液壓缸向左移動時，定位軸也一起往左移動。以齒套中A為支點，使伺服閥的齒條往右移動，直至伺服閥將油道①與②的油孔堵住為止，動葉在新的安裝角下穩(wěn)定工作。
3 引風機要選用靜葉可調(diào)軸流風機
3.1 靜葉可調(diào)軸流風機的特點
（1）靜葉可調(diào)軸流風機結(jié)構上較簡單,屋頂電動排氣設備，風機初投資較低。
（2）靜葉可調(diào)軸流風機效率曲線近似呈圓面，風機運行的高效區(qū)范圍和風機效率低于動調(diào)風機，運行費用高于動葉可調(diào)軸流風機。但靜葉可調(diào)軸流風機轉(zhuǎn)子外沿的線速度較低，對入口含塵量的適應性比動葉可調(diào)軸流風機要好，含塵量一般在300mg/Nm3下。靜葉可調(diào)軸流風機的結(jié)構簡單，維護量少。最主要的易磨件---后導葉已設計成可拆卸式，更換方便。靜葉可調(diào)軸流風機的失速區(qū)比其他類型風機寬。風機啟動時，由于風量小、并能較快通過失速區(qū)。在調(diào)峰機組上，低負荷長期運行有可能進入失速區(qū)，喘振現(xiàn)象就會比較突出，但現(xiàn)在制造廠已找到了解決方法---加裝分流器，大負荷時風機效率不變，低負荷時效率則有所下降。
3.2 動葉可調(diào)軸流風機的特點
（1） 動葉可調(diào)軸流風機由于有一套液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)構上比較復雜，風機初投資較高。動葉可調(diào)軸流風機效率曲線近似呈橢圓面，長軸與煙風系統(tǒng)的阻力曲線基本平行，風機運行的高效區(qū)范圍大。風機功耗少，廠用電低，運行費用低。
（2） 動葉可調(diào)軸流風機壓力系數(shù)小，則風機達到相同風壓時需要的轉(zhuǎn)子外沿線速度高，作為引風機，含塵氣流對葉輪的磨損問題比其它型式的風機要大些，不做耐磨處理時，一般只能承受150mg/Nm3的含塵量。為了提高葉片的使用壽命，需采用鋼葉片表面噴焊耐磨層的措施。葉片經(jīng)過耐磨處理后，能承受300-350 mg/Nm3含塵量。故：引風用靜葉，送風用動葉，穩(wěn)定和安全可靠的因素。
4 風機出現(xiàn)的異常情況分析及故障處理
4.1 軸承溫度高引起的原因及處理方法
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，一般可通過聽軸承聲音和測量振動的方法來判斷；如是潤滑不良、冷卻不夠的原因，則較易判斷。而軸流風機的軸承集中于軸承箱內(nèi)部，置于進氣室下方。當發(fā)生軸承溫度升高時，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。實際中應從以下幾個方面解決：
�。�1） 加油是否恰當。應按定期工作要求給軸承箱加油。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，這時溫度持續(xù)不斷上升，達到某點（一般比正常運行溫度高10℃-15℃）后，就會維持不變，然后逐漸下降。
�。�2） 冷卻風機小，冷卻風量不足，軸流引風機處的煙氣溫度在120℃-240℃，軸承箱如果沒有有效的冷卻，軸承溫度會升高。簡單而且節(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。當溫度低時可不開啟壓縮空氣冷卻，反之，溫度高時開啟壓縮空氣冷卻。確認不存在上述問題后，再檢查軸承箱。
4.2葉片磨損引起的原因及處理方法
葉片磨損的大致原因有：非設計工況下有進氣沖角氣流塵粒沖刷、旋風除塵器下部積灰、葉片本身材料及焊縫硬度不夠。
�。�1） 當風機工作在非設計工況時，葉輪葉道內(nèi)的實際進氣方向與葉片進口處圓弧的切線方向不一致，形成較大的進氣沖角，氣流中的塵粒對葉片進口端的邊緣產(chǎn)生嚴重的沖刷磨損。為此，采取減小排氣阻力，使進葉道的氣流方向接近葉片進口圓弧的切線方向的方法，從而減輕磨損。
（2）引風機進氣口配備的除塵器是旋風式除塵器，除塵器本身的除塵效果比較好，但如果不能及時的清除除塵器下部積塵，積塵容易被引風機吸入，當粉塵微粒在氣流帶動下沖向葉片入口邊緣，就像銼刀挫削葉片一樣，加劇了葉片的磨損。應加強除塵器下部的積塵清理，降低煙氣中的含塵量，根據(jù)煤質(zhì)和鍋爐的運行情況，每隔二個小時清除一次除塵器下部的積塵，這樣就減少塵粒對葉片的沖刷磨損。
�。�3） 葉片材料和焊縫的硬度不夠，當粉塵微粒硬度較高時，就加劇了葉片的沖刷磨損。改進引風機葉輪，延長使用壽命，改機翼后彎葉片為單板后彎葉片，這樣雖然會增大電機負荷，但可以避免在葉片磨損后內(nèi)部積塵不均而破壞平衡，適當?shù)难娱L了葉片的使用壽命。
4.3 失速、喘振引起的原因及處理方法
�。�1） 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。
（2） 喘振是由于風機處在不穩(wěn)定工作區(qū)運行時出現(xiàn)流量、風壓大幅度波動的現(xiàn)象。
�。�3） 失速、喘振，這兩種不正常工況是不同的，但它們又有一定關系。風機在喘振時，一般會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)氣流，但失速的發(fā)生只決定于葉輪本身結(jié)構性能、氣流情況等因素，與風道系統(tǒng)的容量和形狀無關；而喘振則與風機本身、風道都有關系。
�。�4） 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出現(xiàn)誤動作，具體如下：
第一、煙氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和U形管；
第二、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，可將風機跳閘保護取消，改為發(fā)訊號，當出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速或喘振信號后，運行人員通過調(diào)節(jié)動葉開度使風機脫離旋轉(zhuǎn)脫硫區(qū)，而保持風機連續(xù)穩(wěn)定運行，減少風機的意外停運。
5結(jié)論
隨著我國風機制造水平的提高，風機的效率和可靠性不斷提高，但風機在實際運行中故障仍較多。因此，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�？偨Y(jié)經(jīng)驗，針對不同故障采取針對性的方法，對減少風機非計劃停運也非常重要。目前，隨著裝機容量的增加，對風機的配套也提出了更高的標準，軸流風機逐漸占領了大機組的隊伍，軸流風機又分動葉可調(diào)和靜葉可調(diào)式，其設計簡單、效率高、高轉(zhuǎn)速、壓力高、維修技術要求高，因此，對檢修維護人員的的檢修工藝和水平有了更高的要求。
針對軸流風機出現(xiàn)的典型故障有以下幾類：風機的喘振、失速、搶風的現(xiàn)象，應對所出現(xiàn)的故障要求檢修人員必須了解設備運行工況，能分析判斷故障出現(xiàn)的原因和頻率，并且能夠迅速處理由于油壓波動影響風機運行的誘因，且要熟悉風機動葉和靜葉開度大小對風機運行的影響。
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1.本設備要安裝在室內(nèi)。
2.為方便拆卸、點檢,設備周圍應留有足夠的操作空間。
3.為保證吸氣口吸進純凈的空氣,要充分考慮好設備的最佳安裝位置。
4.為延長風機和電機的使用壽命,請務必在機房內(nèi)設置換氣扇,以加大室內(nèi)的通風量,保證機房內(nèi)溫度不超過40。C。
★ 警 告★ 在風機的起吊、搬運、移動等過程中,要十分注意安全,避免發(fā)生事故。
當風機裝在木箱時,不能直接起吊木箱,而必須采用木箱掛箱帶或者利用叉式升降機。
★注 意★ 請避免安裝在有酸、堿有機溶劑等有害氣體或含有腐蝕性氣體的場意所,因這些氣體容易著火或者維修點檢時會引起氣體中毒。
（二）安裝管道時的注意事項
1.先撕下風機吸氣口和排氣口的防塵膠布(注意不要把臟物掉進風機內(nèi))，然后再進行管路安裝。
2.請設置撓性接頭和配管支座,以避免配管的重量直接加在風機上；且設置配管支座時要采用防振墊,防止配管振動傳遞到頂棚和地板面上。
2.配管應采用鋼管,不能用塑料管,因塑料管在排氣溫度高或時間過長后可能發(fā)生變形。
3.為防止氣體倒流,要設置止回閥。
4.請事先清掃配管內(nèi)部,防止鐵粉等臟物進入風機體內(nèi)。
（三）電氣配線
首先應由持有電工操作證的專業(yè)人員按電氣設備技術標準及規(guī)定對電氣配線工程和接地工程進行正確施工。
1.請采用與電機功率相符合的接線材料。
2.為防止觸電事故,地線必須接地。
3.為防止電機被燒壞,必須設置漏電斷路器和過載保護裝置。
4.先卸下全部三角帶，點動電機以確認電機的旋轉(zhuǎn)方向和皮帶罩上的旋轉(zhuǎn)方向
指示標記是否一致。如不一致，請調(diào)換接線。然后在把全部三角帶裝上。
6.潤滑油
（1） 請確認在風機停止狀態(tài)時,齒輪罩上油位是否處于油標的中間位置上。每3 個月?lián)Q油一次,若油臟了,則應提前換。
（2）軸承潤滑脂要用指定的潤滑耐熱油脂,每三個月加一次。
（3）齒輪油和軸承潤滑脂的種類，請參照的“維修和點檢”。
7.噪音
(1)在運轉(zhuǎn)初期,由于潤滑油粘度關系,出現(xiàn)初期聲音,但經(jīng)過10--20 分鐘后歸
正常。
(2)同一型號風機，由于管路安裝不同，會出現(xiàn)不同的噪音值。請確認運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的排氣壓力、電機電流值在銘牌規(guī)定值以下。
(1)壓力表開關除檢查壓力時外，應處于關閉狀態(tài)。
(2)電流值超過電機額定電流時，應考慮到吸入、排氣側(cè)的異常阻力和電機反
轉(zhuǎn)等情況。應立即停機檢查原因。
9.風量調(diào)節(jié)
羅茨風機為容積式風機，風量及電流隨轉(zhuǎn)速的增減而增減，在有必要調(diào)節(jié)風量
時可以采取改變皮帶輪尺寸的方法；但要考慮到功率和噪音的增加。
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