某电厂600 MW亚临界燃煤机组配备2台由上海鼓风机厂有限公司生产的SAF36-25-2型两级动叶可调轴流式TLT引风机,引风机额定功率7149 kW,额定转速745 r/min,额定总压升11 200 Pa,额定总风量590 m3/s。引风机动叶动作原理为:在引风机运行过程中,电动执行机构通过控制杆控制伺服阀的开关,进而控制液压油进出液压油缸,通过液压油缸动作带动固定在推力盘上的动叶动作,动作后通过反馈杆将伺服阀关闭[1-4]。
2 存在的问题2017-12-23该机组2台引风机动叶开度偏差开始增大,乙侧引风机动叶开度较甲侧引风机动叶开度大7%,同时发现乙侧引风机动叶执行机构反馈杆有振动现象。通过引风机电流与总压升可以判断,甲侧引风机动叶开度与其出力匹配,乙侧引风机出力明显降低(见图 1)。
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图 1 两侧引风机电流及动叶开度变化趋势图 |
2018-01-24乙侧引风机动叶开度比甲侧引风机动叶开度偏大20%左右,因乙侧引风机不能正常出力,机组不能满负荷运行。随后解列乙侧引风机,检查其动叶执行机构,发现控制杆簧片和反馈杆簧片均有断裂现象。更换全部簧片,重新定位乙侧引风机动叶开度,启动乙侧引风机,与甲侧引风机并列运行,两侧引风机动叶开度偏差小于1%。但运行一段时间后,乙侧引风机动叶开度又开始明显大于甲侧引风机动叶开度,且偏差逐渐增大(见图 1所示)。
2018-02-10乙侧引风机动叶开度比甲侧引风机动叶开度偏大15%左右,随后乙侧引风机动叶突然关回,DCS画面显示乙侧引风机电流为空载电流,将乙侧引风机动叶开至90%,电流无变化。
在上述现象中存在以下共性:乙侧引风机动叶开度增大没有规律可循。若不对乙侧引风机动叶开度进行调整,则两侧引风机动叶偏差不会增大;如果对乙侧引风机动叶开度进行调整,则乙侧引风机动叶开度会增大,且每次增大约5%。就地检查,发现乙侧引风机动叶执行机构反馈杆振动有增大趋势,液压回油无明显增量。
以上分析说明乙侧引风机存在故障。
3 原因分析 3.1 解体检查利用检修机会解体乙侧引风机动叶执行机构,发现其液压油缸支撑体有约半周长环向通透性裂纹(见图 2),同时液压油缸伺服阀阀芯与阀芯单边齿条的连接销断裂(见图 3),动叶执行机构控制杆簧片全部断裂。伺服阀芯由两部分组成,前半部分为齿条,与偶齿配合使阀芯动作,带动后半部分;后半部分为阀芯,与阀套配合,控制进油和回油[5-7]。
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图 2 液压缸支撑体上的裂纹 |
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图 3 液压缸伺服阀阀芯与阀芯单边齿条连接销断裂 |
经分析,乙侧引风机动叶开度偏大的根源是引风机液压油缸支撑体椎体小面产生裂纹,导致液压油缸中心偏移,动叶执行机构随之发生振动,使动叶执行机构控制杆和反馈杆簧片断裂,其中控制杆簧片断裂使得乙侧引风机动叶开度偏大。
引风机液压油缸支撑体裂纹发生在椎体小面焊接热影响区,从开裂部位分析属于疲劳开裂,可明显观察到裂纹扩展区、开裂区。分析后认为,裂纹产生的原因是在引风机出厂前对支撑体椎体与固定法兰进行焊接时焊接电流控制不当,使得焊接热影响区的金属金相组织发生了变化[8]。
引风机动叶执行机构伺服阀阀芯和单边齿条的连接销断裂是由于控制杆簧片全部断裂后,引风机动叶自动快速关回,巨大的冲击力将伺服阀芯和单边齿条连接销冲断[9-11]。
4 故障处理对乙侧引风机液压油缸支撑体椎体小面开裂部位进行焊接。焊接后测量液压油缸中心偏差为2 mm,将支撑体椎体小面内部切削1.5 mm,液压油缸找正偏差控制在0.1 mm以内。同时更换了引风机液压油缸及执行机构。采取以上措施后,启动乙侧引风机,引风机运行正常。
5 建议针对某电厂600 MW机组甲、乙两侧引风机动叶开度偏差大的原因,提出以下建议,以避免同类故障再次发生。
(1)实际运行中要注意观察引风机各部位的振动情况,如果动叶执行机构反馈杆振动异常,要及时查明原因并进行处理。
(2)机组运行期间要密切监视两侧引风机动叶开度是否一致,动叶开度偏差大于5%时要查明原因,同时做好引风机动叶执行机构簧片断裂或阀芯连接销断裂时引风机动叶快速关回的事故预想。
(3)如果两侧引风机动叶开度偏差增大,要尽可能减少机组负荷波动,降低引风机动叶调节次数。
(4)对引风机进行检修时要检查引风机旋转部件焊接部分的运行情况,发现异常及时处理。
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