雙級動葉軸流風機葉片滑塊磨損分析及對策

丁開瑞

（山西漳山發(fā)電有限責任公司，山西 長治 046021）

0 引言

風機是火力發(fā)電廠中鍋爐的關鍵輔機，起著輸送介質的作用，軸流風機因效率高、能耗低、調節(jié)性能好而被廣泛采用[1]，雙級動葉可調軸流風機更成為大型火電廠一次風機、引風機的首選機型。某電廠600 MW 燃煤發(fā)電機組一次風機選用上海鼓風機廠采用德國TLT-Turbo 公司技術生產(chǎn)的雙級動葉可調軸流風機，2 臺一次風機并列運行，型號為PAF18-13.3-2，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下流量為76.4 m3/s，全壓升13.195 kPa，全壓效率88.1%，轉速1 470 r/min，電機功率2 240 kW。在機組投產(chǎn)后，一次風機多次發(fā)生葉片滑塊異常磨損的情況。

1 風機結構特點和調節(jié)方法

雙級動葉可調軸流風機由進氣箱、擴散筒、機殼、兩級葉輪、葉片、軸承箱、葉片調節(jié)裝置、供油系統(tǒng)等組成，其中葉片調節(jié)裝置包括電動執(zhí)行器、連桿、液壓缸、推桿、推盤、調節(jié)盤、滑塊、調節(jié)臂等部件。葉片通過螺釘固定在葉柄上，葉柄由導向軸承實現(xiàn)軸向定位，支撐軸承與葉柄螺母實現(xiàn)徑向定位，保證葉片與葉柄只能繞軸線旋轉，葉柄根部與調節(jié)臂通過螺栓連接，其調節(jié)臂另一端安裝滑塊。

風機葉片角度的改變是通過葉片調節(jié)裝置來執(zhí)行的。當需要調整風機葉片開度時，電動執(zhí)行器接受來自機組控制系統(tǒng)的指令，帶動連桿轉動，液壓缸控制頭內滑閥改變位置引起液壓缸內活塞兩側油壓改變，液壓缸產(chǎn)生調節(jié)力推動第二級葉輪內的推盤（推盤、推桿相連），并通過與推盤相連的推桿傳遞推力至第一級葉輪[2]，成為一級推盤的推力，推動位于調節(jié)盤間的葉片滑塊移動，帶動調節(jié)臂轉動，帶動葉片繞葉柄軸線旋轉，進行葉片開度的調整，從而完成兩級葉輪的同步調節(jié)和葉片角度的調整。風機運行時，葉片調節(jié)裝置可調整葉片的角度并保持在某一固定位置處，從而實現(xiàn)風機流量和壓力隨機組負荷的實時調節(jié)。葉片調節(jié)裝置如圖1 所示。

2 風機故障特征

在風機葉片角度調節(jié)中，推桿在液壓缸的推動下做往復運動，調節(jié)盤間的葉片滑塊若受到非正常作用力，銅質滑塊將發(fā)生不平衡接觸磨損，磨損后的滑塊與調節(jié)盤間隙增大，在隨后的葉片調節(jié)中，滑塊工作面無法正面與調節(jié)盤接觸，出現(xiàn)滑塊偏斜磨損或局部接觸磨損，使得葉片調節(jié)臂失去制約，引起葉片角度錯位或無法定位，進而影響整個風機內部流場，或引起風機的動不平衡，其表現(xiàn)出的風機故障特征如下。

a） 風機振動增大，在水平X方向振動值逐漸增大，超標報警；垂直Y方向振動擺動較大。

b） 與動調風機葉片漂移引起的故障特征較為相近[3]，均表現(xiàn)在風機部分葉片角度異常引起的風機振動、噪聲及其他現(xiàn)象的產(chǎn)生。

c） 風機內部氣流噪聲明顯增強，并伴有“突突”或“轟轟”的異音，在動葉片開度調節(jié)時，噪聲顯著加強。

d） 原2 臺一次風機并列一致正常運行，動葉開度、電機電流偏差在容許范圍內?；瑝K磨損后，在風機出口全壓相同的情況下，滑塊磨損側風機動葉開度較另一臺偏小，但電機電流反而較另一臺偏大。

e） 一般情況下，二級葉輪處滑塊磨損較嚴重，一級葉輪處滑塊磨損輕微或無磨損。

圖1 葉片調節(jié)裝置簡圖

3 葉片滑塊磨損分析與對策

圖2 為葉片調節(jié)裝置工作原理圖。在分析葉片調節(jié)裝置工作原理的基礎上，結合風機檢修實踐，葉片滑塊磨損的原因及檢修對策如下。

圖2 葉片調節(jié)裝置工作原理圖

a） 安裝時，滑塊與調節(jié)盤間隙偏大，廠家推薦間隙值為0.12 mm，經(jīng)多次實踐，滑塊間隙值可控制在0.05 mm 內，保證滑塊工作面與調節(jié)盤正面接觸，不發(fā)生偏斜接觸引起的滑塊異常磨損。

對策：保證風機推桿安裝到位，推桿螺母緊固到位；滑塊調節(jié)盤處的螺栓應對角均勻緊固到位；測量滑塊與調節(jié)盤間的間隙在合格范圍內。

b） 運行中，推桿軸線水平度變差，造成調節(jié)盤與滑塊工作面產(chǎn)生夾角，在葉片角度調節(jié)過程中，滑塊發(fā)生偏斜接觸磨損。引起推桿軸線水平度變差的原因包括推桿軸襯磨損[4]，支撐盤銅環(huán)磨損，推桿彎曲度偏大等原因。

對策：檢修時，更換磨損的推桿軸襯。通常情況下，推桿軸襯在120°范圍內會出現(xiàn)1～1.5 mm的不均勻磨損，推桿與推桿軸襯間隙應控制在0.1 mm[5]，測量推桿彎曲度，超標的推桿應及時更換；檢查支撐盤銅環(huán)磨損情況，確保銅環(huán)無局部磨損。

c） 調節(jié)盤變形或表面粗糙度較大，導致滑塊工作面與調節(jié)盤長期接觸，摩擦阻力較大，引起滑塊工作面磨損。

對策：檢查調節(jié)盤平整度，兩件調節(jié)盤合在一起時，測量其中間間隙，并確認平整度；砂紙磨光調節(jié)盤表面，降低調節(jié)盤表面粗糙度，減少滑塊相對滑動時的摩擦阻力，并在滑塊工作面涂抹抗咬絲脂潤滑脂，減小摩擦阻力，以降低滑塊磨損。

d） 葉片旋轉阻力大，引起葉片調節(jié)過程中滑塊受力增大，相對滑動時摩擦阻力增加，造成滑塊磨損。

對策：檢修時，逐一檢查葉片旋轉阻力情況，若發(fā)現(xiàn)阻力較大，應及時拆解葉柄等部件，分析軸承滾動體損壞、軸承缺潤滑脂、葉柄螺母鎖緊力大、葉柄軸襯處有沉積灰垢等原因[6]，排除導致風機葉片旋轉阻力增大的原因。

4 結束語

葉片調節(jié)裝置作為軸流風機的核心部件，其檢修安裝質量直接決定著風機的穩(wěn)定運行。通過不斷總結改進檢修工序和質量點，消除了葉片滑塊磨損問題，實現(xiàn)了風機大修后可連續(xù)3 年穩(wěn)定運行，不需解體大修。在消除葉片滑塊磨損引起的風機設備故障基礎上，還應加強風機的日常點檢維護和振動頻譜監(jiān)測，分析影響造成風機振動值超標的原因，制定更精細有效的檢修措施，提高風機運行的可靠性。