一次風(fēng)機(jī)振動跳變故障處理

叢 巖，孫 哲，趙君達(dá)，許 堯

(國能雙遼發(fā)電有限公司，吉林 雙遼 136400)

0 引言

一次風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要輔機(jī)設(shè)備，作用是提供一定壓力、一定流量的一次風(fēng)，將煤粉干燥并送入噴燃器，提供煤粉揮發(fā)分燃燒所需熱量。某電廠一次風(fēng)機(jī)為成都電力機(jī)械廠AP系列動葉可調(diào)軸流式通風(fēng)機(jī)。自2019-07-30開始，5B一次風(fēng)機(jī)多次出現(xiàn)振動跳變現(xiàn)象，這極大地威脅了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，熱控人員對此進(jìn)行了專項(xiàng)調(diào)查分析和探討。

1 一次風(fēng)機(jī)振動來源分析

1.1 一次風(fēng)機(jī)工作原理

成都電力機(jī)械廠AP系列動葉可調(diào)軸流式通風(fēng)機(jī)工作原理為，由系統(tǒng)管道流入風(fēng)機(jī)的氣流經(jīng)進(jìn)氣箱改變方向，經(jīng)集流器收斂加速后流向葉輪，電動機(jī)通過葉輪葉片對氣流作功，葉片的工作角度與葉柵距可無級調(diào)節(jié)，由此改變風(fēng)量、風(fēng)壓，滿足工況變化需求；流經(jīng)葉輪后的氣流為螺旋運(yùn)動，經(jīng)后導(dǎo)葉轉(zhuǎn)為軸向流入擴(kuò)壓器，在擴(kuò)壓器內(nèi)氣體的部分動能轉(zhuǎn)化成靜壓能，再流至系統(tǒng)滿足運(yùn)行要求，從而完成風(fēng)機(jī)出力的工作過程。

1.2 振動測量方式

一次風(fēng)機(jī)振動采用北京英華達(dá)公司的EN2000A1振動保護(hù)表。它是一臺雙通道振動監(jiān)測儀表，可提供完善的、高質(zhì)量的徑向在線振動監(jiān)測，適用于各種形式的旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式機(jī)械，能夠接受來自兩個獨(dú)立的渦流傳感器或速度傳感器信號，可以連續(xù)監(jiān)測兩個獨(dú)立通道的徑向振動。

1.3 振動可能原因

可以引起一次風(fēng)機(jī)振動測點(diǎn)跳變原因較多，但大體總結(jié)起來可以歸為兩類：第一類可能是設(shè)備原因，第二類是測量回路干擾問題引起。設(shè)備原因可分為風(fēng)機(jī)本體設(shè)備故障引起的振動大或跳變，另一類是測量儀表或線路故障導(dǎo)致跳變。設(shè)備原因?qū)е抡駝哟蟮姆诸惣按胧┮姳?。

表1 設(shè)備原因?qū)е抡駝哟蟮姆诸惣按胧?/p>

測量儀表及線路故障時，也有可能導(dǎo)致振動測點(diǎn)異常突變或波動。其故障原因如下：

(1) 振動傳感器故障，回路接觸不良。

(2) 接地屏蔽不良，造成信號回路串入干擾電磁信號。

判斷振動信號測點(diǎn)突變和波動是否為誤報(bào)的方法如下：如果轉(zhuǎn)機(jī)振動確實(shí)大，一般會有劣化趨勢，并且轉(zhuǎn)機(jī)的其他參數(shù)，例如電機(jī)電流、軸瓦溫度、壓力等會有變化。因此，如果轉(zhuǎn)機(jī)振動信號異常突變和波動速度快、幅度大，且其他參數(shù)未變化，則很可能是信號回路故障。

2 缺陷處理過程

2.1 第一次故障分析及處理

2.1.1 故障現(xiàn)象

2019-07-30T07：30，5號機(jī)組負(fù)荷580 MW，5B一次風(fēng)機(jī)Y向振動突然出現(xiàn)跳變，在0 μm到17.6 μm之間跳變。

2.1.2 故障分析

查詢歷史趨勢可知，當(dāng)時5B一次風(fēng)機(jī)X方向振動值顯示正常，無明顯變化，一次風(fēng)機(jī)軸承溫度及回油溫度、潤滑油壓均無明顯變化。檢查風(fēng)機(jī)電流曲線無異常變化。查看就地振動表，僅Y方向顯示跳變。由此推斷，此次5B一次風(fēng)機(jī)Y方向軸承振動信號跳變?yōu)闇y量故障，并非風(fēng)機(jī)實(shí)際振動大。

一次風(fēng)機(jī)軸承振動測量回路包括以下幾部分：測量探頭、探頭信號電纜、端子排、信號線、振動測量儀表、振動表至DCS遠(yuǎn)傳信號線、DCS卡件等。以上環(huán)節(jié)如出現(xiàn)接線松動、接頭松動、模件插槽接觸不良、模件故障等均會造成信號跳變。

2.1.3 處理過程

首先區(qū)分是測量設(shè)備本身的問題還是測振表之后測量回路的問題，在辦完軸振保護(hù)退出手續(xù)和工作票之后，開始對5B一次風(fēng)機(jī)Y方向測振回路進(jìn)行檢查。檢查和緊固接線端子，未發(fā)現(xiàn)有明顯的松動情況。因就地振動表示值跳變，排除遠(yuǎn)傳號線故障引起DCS振動示值跳變。

將振動探頭至振動表信號電纜在振動表上解線，檢查信號間阻值正常，初步判斷振動探頭未故障。檢查振動探頭至振動表信號電纜接地絕緣，阻值為3 Ω，絕緣不合格。

故而確認(rèn)為信號電纜接地屏蔽不良，造成信號回路串入干擾電磁信號，引起軸振信號跳變。

屏蔽線的常規(guī)接法為一端接地，另一端懸空。當(dāng)信號線傳輸距離比較遠(yuǎn)且屏蔽層采用了兩端接地，由于兩端的接地電阻不同，可能會導(dǎo)致兩個接地點(diǎn)電位不同，就有電流形成，對信號形成干擾。這種情況下一般采取一端(一點(diǎn))接地，另一端懸空的辦法，能避免此種干擾形成。

故而技術(shù)人員拆除信號電纜在振動表上的屏蔽線，觀察振動曲線，跳變明顯減小。因機(jī)組負(fù)荷較高，不具備停一次風(fēng)機(jī)更換信號電纜的條件。因一次風(fēng)機(jī)振動跳閘保護(hù)邏輯為X (Y)方向振動大跳閘值與Y (X)方向報(bào)警值，Y方向振動值跳變不會造成一次風(fēng)機(jī)跳閘，恢復(fù)軸振保護(hù)，交代運(yùn)行人員繼續(xù)觀察運(yùn)行。同時加急采購相關(guān)備件，待機(jī)組停運(yùn)時進(jìn)行更換。

2.2 第二次故障處理過程

2019-09-09T04：30，值班人員接到電話，5B一次風(fēng)機(jī)Y方向振動值再次跳變?？梢源_定，信號電纜在保溫外殼內(nèi)接地絕對不僅僅是一點(diǎn)。2020-01-19，5號機(jī)組因電網(wǎng)用電量下降，停運(yùn)備用。利用這次機(jī)組停備機(jī)會，在備品備件到貨后的2020-03-04辦理熱控工作票，聯(lián)系鍋爐專業(yè)配合拆除保溫外殼，通過舊信號電纜的仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，在振動探頭的航空插頭處有磨損痕跡，在蛇皮管的中段發(fā)現(xiàn)幾處被壓扁，拆開后發(fā)現(xiàn)信號電纜外皮在這幾處也有磨損。懷疑這幾處為檢修維護(hù)時，機(jī)務(wù)作業(yè)人員踩踏所致。對信號電纜及振動探頭均進(jìn)行更換。更換后信號電纜屏蔽不再存在破損接地現(xiàn)象。同時將信號電纜更換為鎧裝信號線，防止踩踏磨損。

對比原橡膠信號電纜，鎧裝信號電纜包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的線芯、導(dǎo)電層、絕緣層、屏蔽層和鎧裝層。采用可撓性纖維束作為線芯，并使用導(dǎo)電層纏繞于線芯表面，并且使得信號線具有較低的阻抗；同時，分別利用絕緣層、屏蔽層和鎧裝層對信號線進(jìn)行多重防護(hù)，大大提高了信號線的抗干擾能力，具有耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、硬度大等優(yōu)點(diǎn)，可有效增長信號線使用壽命。

2020-04-01T23：42.000，5B一次風(fēng)機(jī)啟動后振動表示值及DCS值均較正常值高，X方向振動達(dá)143.2，Y方向達(dá)81.3明顯高于一次風(fēng)機(jī)實(shí)際振動值。

值班人員及時發(fā)現(xiàn)了問題并立即通知運(yùn)行人員。運(yùn)行人員立即聯(lián)系鍋爐檢修檢查風(fēng)機(jī)狀態(tài)。經(jīng)便攜式測振儀檢測，一次風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。懷疑熱控測振回路問題。值班人員立即上報(bào)班長。班長將情況匯報(bào)給分場領(lǐng)導(dǎo)。經(jīng)分場技術(shù)人員集思廣益，檢查分析出故障原因?yàn)楦鼡Q振動表后，探頭精確度在振動表上未設(shè)置為當(dāng)前探頭精確度。英華達(dá)EN2000A1振動保護(hù)表默認(rèn)速度型傳感器靈敏度為20 mV/mm/s，而當(dāng)時安裝探頭實(shí)際靈敏度為50 mV/mm/s。更改設(shè)置后，一次風(fēng)機(jī)振動值迅速回落為正常值。因此，探頭靈敏度在選擇時，應(yīng)選擇一個適配值。選擇合適靈敏度的振動探頭的方法：

(1) 確定測量目標(biāo)，測量振動是用加速度還是速度或位移。

(2) 被測振動的最大振幅或范圍決定使用哪種范圍的傳感器。

① 振動頻率。選擇傳感器可用的頻率范圍是很關(guān)鍵的。

② 環(huán)境溫度和濕度。

③ 空間占用情況?，F(xiàn)場很多安裝空間是很狹小的，探頭尺寸也很關(guān)鍵，再就是線纜的出線方式、方向是否能符合現(xiàn)場實(shí)際。

④ 是否有耐腐蝕和有害化學(xué)物質(zhì)的要求。比如能否耐受保溫涂層的腐蝕。

3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5號機(jī)組啟動后，5B一次風(fēng)機(jī)Y方向振動跳變的現(xiàn)象徹底消除。經(jīng)過故障分析，總結(jié)了一下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

(1) 機(jī)組檢修時應(yīng)做到應(yīng)修必修應(yīng)查必查，尤其是涉及重要輔機(jī)的保護(hù)信號，屏蔽和接地檢查尤為重要。

(2) 機(jī)組檢修時涉及多專業(yè)配合的工作一定要做好跟蹤。信號電纜、元件要做好防護(hù)，防止其他專業(yè)作業(yè)時誤觸誤碰造成不必要的麻煩。

(3) 發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患問題應(yīng)及時處理，不要讓小隱患引發(fā)大問題。

(4) 振動探頭有不同的檢測精度，安裝更換時必須注意所標(biāo)記的精度等級。

(5) 重要輔機(jī)的跳閘邏輯需仔細(xì)認(rèn)證，防止誤跳閘和拒跳閘。5B一次風(fēng)機(jī)振動跳閘邏輯就是很好的例子，單側(cè)振動波動不會造成風(fēng)機(jī)跳閘。

(6) 關(guān)注新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備(簡稱“四新”)的發(fā)展，科技是第一生產(chǎn)力?！八男隆蹦苡行p少故障的發(fā)生。

4 結(jié)束語

振動測點(diǎn)跳變原因較多，既可能是設(shè)備問題也可能是干擾問題，根據(jù)以上分析可以看出，有多個信號跳變時，應(yīng)重點(diǎn)核查與之相關(guān)的系統(tǒng)故障因素。當(dāng)單一信號跳變時，重點(diǎn)檢查此信號回路的元器件、工作環(huán)境、安裝方式、線纜屏蔽、接地以及是否存在干擾源等。在平時檢修維護(hù)時注意檢查設(shè)備是否存在以上提到的可能引起信號跳變的各種隱患。了解跳變產(chǎn)生的各種原因和故障特點(diǎn)，充分利用好記錄分析儀器，就能較為快速地進(jìn)行問題定位并有針對性地提出解決方法。