引增合一后引風(fēng)機(jī)振動(dòng)波動(dòng)大的分析與對(duì)策

盧賓文，朱道華，張曉東

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234000)

0 引言

某發(fā)電公司2臺(tái)630 MW超臨界火電機(jī)組于2016年進(jìn)行了煙氣超低排放改造，但改造后鍋爐煙氣系統(tǒng)的阻力增加，引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)出力不足的現(xiàn)象，需要對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容。由于增壓風(fēng)機(jī)的設(shè)置，現(xiàn)有吸收塔入口煙道阻力損失較大，故考慮取消增壓風(fēng)機(jī)，同時(shí)對(duì)煙道系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以降低系統(tǒng)阻力，減少風(fēng)機(jī)電耗，降低煤耗。因此，該發(fā)電公司在超低排放改造中同步實(shí)施了引增合一改造，拆除了原有增壓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)，并將原有靜葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)更換為功率更大的動(dòng)葉可調(diào)型風(fēng)機(jī)(型號(hào)為HU26650-222G)。

1 A引風(fēng)機(jī)改造后振動(dòng)波動(dòng)現(xiàn)象

1號(hào)爐A引風(fēng)機(jī)自超低排放引增合一改造后，風(fēng)機(jī)軸承箱水平、垂直方向原始振動(dòng)幅值在0.4—0.5 mm，達(dá)到優(yōu)良水平。但在夜間降負(fù)荷過(guò)程中振動(dòng)幅值波動(dòng)明顯，在0.4—0.9 mm間變化。軸向振動(dòng)為就地采集，在低負(fù)荷期間幅值波動(dòng)較大，在3.3—7.0 mm間變化。

振動(dòng)幅值波動(dòng)增大均發(fā)生在機(jī)組負(fù)荷由460 MW降至300 MW過(guò)程中，就地檢查引風(fēng)機(jī)出口煙道，振動(dòng)幅值波動(dòng)增大期間引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)氣流擾動(dòng)聲音明顯。

2 原因分析

2.1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)頻譜采集及分析

采用CX-7振動(dòng)頻譜分析儀對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)穩(wěn)定及振動(dòng)波動(dòng)增大期間的頻譜進(jìn)行采集，其軸向、垂直、水平方向振動(dòng)頻譜如圖1—3所示。通過(guò)頻譜分析得知，頻譜中軸向、垂直、水平均以1X為主，伴有較小的2X幅值，且水平、垂直幅值較小，因此判斷葉輪不平衡不是引起振動(dòng)增大的主要原因。因軸向振動(dòng)偏大，故判斷引起軸向1X振動(dòng)的主要原因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)磁力中心和電動(dòng)機(jī)-風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器中心存在偏差，推斷引風(fēng)機(jī)振動(dòng)波動(dòng)增大并非由A引風(fēng)機(jī)自身制造或安裝原因引起的。

圖1 軸向振動(dòng)頻譜

2.2 引風(fēng)機(jī)出口煙道設(shè)計(jì)分析

引增合一改造對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行換型后，引風(fēng)機(jī)出口煙道水平段由原來(lái)的混凝土煙道改為鋼制煙道。引風(fēng)機(jī)出口煙道原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示，分析圖4發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)出口煙道設(shè)計(jì)存在豎直沖頂、直角翻轉(zhuǎn)、徑直對(duì)沖、紊流匯轉(zhuǎn)等不合理情況，判斷引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)煙氣流量偏小，煙氣在煙道中容易形成渦流，引起A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)波動(dòng)增大。

圖2 垂直方向振動(dòng)頻譜

圖3 水平方向振動(dòng)頻譜

圖4 引風(fēng)機(jī)出口煙道示意

綜合以上分析可知，A引風(fēng)機(jī)出口煙道設(shè)計(jì)不合理，低負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)煙氣擾動(dòng)而形成渦流，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)波動(dòng)增大。A引風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)原始值偏大，正常運(yùn)行時(shí)幅值為3.0—3.5 mm；電動(dòng)機(jī)在空試時(shí)軸向振動(dòng)為2.7 μm；風(fēng)機(jī)的磁力中心預(yù)拉量偏大1.5 mm等不良因素疊加造成該風(fēng)機(jī)抗干擾能力差，是造成風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)超標(biāo)的次要原因。

3 改造方案的制定

(1) 對(duì)引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在出口煙道內(nèi)加裝導(dǎo)流板，優(yōu)化引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)流場(chǎng)，減少引風(fēng)機(jī)出口煙氣渦流現(xiàn)象，從而消除引風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值波動(dòng)。

(2) 空試電動(dòng)機(jī)，測(cè)量電動(dòng)機(jī)磁力中心線(xiàn);更換引風(fēng)機(jī)調(diào)整墊，保證磁力中心線(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)-風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器中心偏差進(jìn)行復(fù)查，確保風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器中心偏差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(電動(dòng)機(jī)側(cè)聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)側(cè)應(yīng)上張口0.26±0.02 mm，風(fēng)機(jī)側(cè)應(yīng)下張口0.26±0.02 mm)。

4 改造方案的實(shí)施

2017-05-01，機(jī)組調(diào)停備用期間，在A，B引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)加裝了3組導(dǎo)流板，第1組加裝了2塊，第2組、第3組分別加裝了3塊，如圖5所示。對(duì)加裝導(dǎo)流板前后引風(fēng)機(jī)出口煙道流場(chǎng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn);加裝導(dǎo)流前，引風(fēng)機(jī)出口煙氣流較為紊亂，流場(chǎng)分布不均；加裝導(dǎo)流板后，改善較為明顯。加裝導(dǎo)流板前引風(fēng)機(jī)出口擋板門(mén)速度不均勻分布系數(shù)為8.45 %，改造后引風(fēng)機(jī)出口擋板門(mén)速度不均勻分布系數(shù)為7.44 %。改造后引風(fēng)機(jī)出口煙道整體壓力損失減?。患友b導(dǎo)流板前引風(fēng)機(jī)出口煙道整體壓力損失為146 Pa，優(yōu)化后引風(fēng)機(jī)出口煙道整體壓力損失為119 Pa。綜上所述，加裝導(dǎo)流板后引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)流場(chǎng)不均勻度明顯降低，流場(chǎng)渦流現(xiàn)象改善較大。

圖5 加裝導(dǎo)流板的煙道結(jié)構(gòu)

對(duì)引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)磁力中心線(xiàn)進(jìn)行了測(cè)量，與理論磁力中心線(xiàn)偏差1.5 mm；測(cè)量正在使用的聯(lián)軸器調(diào)整墊厚度為62 mm，更換為厚度63.5 mm的調(diào)整墊。同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)-風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器偏差進(jìn)行檢查調(diào)整，電動(dòng)機(jī)側(cè)上張口0.215 mm，風(fēng)機(jī)側(cè)下張口0.24 mm，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 改造后的效果

(1) 對(duì)導(dǎo)流板加裝前后A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)DCS查閱改造后A引風(fēng)機(jī)低負(fù)荷期間振動(dòng)情況，A引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷期間振動(dòng)穩(wěn)定，無(wú)明顯的振動(dòng)波動(dòng)現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間出口煙道氣流穩(wěn)定，無(wú)明顯擾動(dòng)聲音，改善效果明顯。

(2) A引風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)幅值波動(dòng)現(xiàn)象改善明顯，由修前最大值7.0 mm降低至4.3 mm。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該公司引風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值波動(dòng)大的主要原因?yàn)椋阂L(fēng)機(jī)出口煙道設(shè)計(jì)不合理，低負(fù)荷期間引風(fēng)機(jī)煙道內(nèi)部煙氣擾動(dòng)較大，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)增大。通過(guò)在引風(fēng)機(jī)出口煙道內(nèi)增加導(dǎo)流板，有效地消除了引風(fēng)機(jī)出口煙氣渦流現(xiàn)象；同時(shí)，測(cè)量電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的實(shí)際磁力中心線(xiàn)，對(duì)聯(lián)軸器調(diào)整墊進(jìn)行了調(diào)整，消除了風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間電磁中心不穩(wěn)的情況，增大了風(fēng)機(jī)抗干擾能力，徹底消除了引增合一改造后A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值波動(dòng)大的缺陷?？傊?，旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)不僅與設(shè)備本身的制造安裝有關(guān)，還與設(shè)備所在的系統(tǒng)有很大關(guān)系，在處理旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動(dòng)問(wèn)題時(shí)要通過(guò)振動(dòng)頻譜、就地檢查測(cè)量、振動(dòng)歷史曲線(xiàn)記錄、系統(tǒng)排查等各種手段進(jìn)行綜合分析，而后根據(jù)排查情況進(jìn)行具體分析，從而提高異常振動(dòng)診斷及處理的成功率。