针对某烟草烘干风机的振动故障,对其故障特征和原因进行描述;通过现场测试、分析,阐明了引起振动故障的原因;通过现场对振动故障原因进行检查,并对故障进行处理,终经过现场动平衡的方法,将该风机的振动降至优良水平,保证发电设备的安全稳定运行。
随着机组容量的增加,引风机作为火力发电厂的重要辅机设备,其烟草烘干风机运行性能直接影响着机组的安全稳定与经
烟草烘干风机
针对某烟草烘干风机的振动故障,对其故障特征和原因进行描述;通过现场测试、分析,阐明了引起振动故障的原因;通过现场对振动故障原因进行检查,并对故障进行处理,终经过现场动平衡的方法,将该风机的振动降至优良水平,保证发电设备的安全稳定运行。
随着机组容量的增加,引风机作为火力发电厂的重要辅机设备,其烟草烘干风机运行性能直接影响着机组的安全稳定与经济性运行。近年来,双级动叶可调轴流式引风机具备着流量调节范围宽、运行、率运行范围宽、调峰能力优等特点,在大容量火力发电机组上得到广泛的应用。本文针对某超临界600 MW 锅炉引风机振动故障原因进行分析处理,为其他火力发电厂出现类似问题提供参考。噪声模拟采用噪声模拟模型FW-H,根据Lighthill方程的推导过程,单极、偶极和四极源、气流和旋转叶片的周期性撞击产生的噪声属于单极源,气流和旋转叶片相互作用形成的不稳定反作用力产生的噪声属于单极源。
烟草烘干风机主要由进汽室、集流器、双级动叶、导叶、扩压管、动叶调节机构等部件构成。双级叶轮布置在轴承箱两端,引风机转子和电动机转子之间由一根空心长轴连接,在电动机转子及引风机转子侧分别由一个膜片式联轴器与空心长轴连接。电动机分别由两个支持轴承和一个推力轴承支撑,双级轴流引风机的支撑方式为:两个支撑转子的滑动轴承,两个支撑轮毂的滚珠轴承和两个平衡轴向推力的角接触球轴承。高频频率是由于叶片在旋转过程中周期性地通过空气中固定位置的压力波动引起的,等于叶片的旋转频率乘以叶片数。
导叶数目减少时烟草烘干风机效率明显高于导叶数目增加时的风机效率; 在导叶数目减少的方案中,在qv < 87. 5 m3 /s 时全压全部高于原风机,在高于此流量时提升效果仅方案二比原风机效率稍高,其余方案略原风机,在设计流量82. 5 m3 /s 时,方案三的效率提升效果好,提升比例为0. 46 个百分点; 在流量设计流量时,方案四至六于原风机,高于设计流量时风机效率原风机,且随流量增大,效率下降速度加快。从性能比较上可以看出,方案三表现出优于原风机的性能,所以下文主要针对方案三和原风机进行流固耦合模拟研究。一级叶轮的振动与电机的振动相似,主要是由复杂流场的气动力和风机基频的四、五倍频率振动引起的。
烟草烘干风机轴功率Psh定义为单位时间内原动机传递给风机轴上的能量,其大小可反映烟草烘干风机的能耗。因此导叶数目改造对于经济性的影响可通过轴功率来考察,图5 为原风机和方案三轴功率比较。可以看出方案三比原风机轴功率有少许增加且变化不大,这也与方案三全压提升做功能力增强有密切关系。根据烟草烘干风机优化后的参数,可以得到在设计转速下动叶和静叶的损失系数以及落后角随冲角的变化趋势,可以看出,损失系数和落后角随冲角的变化基本符合风机的流动特性。
烟草烘干风机静力结构特性
在旋转机械中,叶片结构强度和振动直接关系到其安全运行,其取决于叶片表面的气动载荷和本身固有的力学性能。而仅对流体域进行研究还不能完全确定导叶数目变化是否对风机固体域产生影响,为此利用ANSYS Workbench 软件将流场压力数据加载到动叶片表面,对风机动叶进行了单向流固弱耦合,来研究导叶数目变动后动叶等效应力、总变形及振动的变化。从烟草烘干风机不同位置和X、Y、Z三个方向的周向振动来看,风机下部固定在底座上,比其他三个周向位置振动小。


烟草烘干风机振动也是电厂轴流风机运行中的常见故障。当风机振动达到一定水平时,会导致叶片和轴承不同程度的损坏,或螺钉松动。如果风机振动严重,也会影响风机的安全使用。风机振动主要由叶片非工作面振动引起。这种振动在锅炉引风机中经常发生。造成这种现象的主要原因是,当进入叶片时,气流和叶片的工作面有一定的角度。当角度超过某一临界值时,非工作面就会出现气流漩涡。此时,气流携带的灰尘将缓慢积聚在非工作面上。总体而言,风机进出口声功率水平较低,气流在这两个位置稳定,几乎没有涡流。而烟草烘干风机叶片的形状是翼型,这种类型的叶片容易积灰,当积灰量达到一定量时,在离心力的作用下,大部分的灰尘会被甩出叶轮。而由于粉尘是被动抛出的,其它地方的抛出时间不同,数量不均匀,会导致整个叶轮的质量都是粉尘,破坏了原有的质量平衡,使机组的振动增大。
在解决烟草烘干风机旋转失速和喘振的过程中,应采取以下四种措施。首先,要让有关人员了解和掌握轴流风机的特点,并根据实际情况启动和停止运行。在轴流风机运行阶段,应采取措施避免出现喘振区和失速运行。二是对空气预热器密封装置进行了有效的改进。大量的调查研究表明,用搪瓷代替空气预热器的低温受热面,可以有效地改善其腐蚀性,同时也可以排放粉尘,减少漏风。因此,在改进空气预热器密封装置的过程中,可以用搪瓷代替空气预热器内的低温受热面。三是改善烟草烘干风机叶片形状。制造时应使用更多的耐腐蚀材料。烟草烘干风机叶片穿孔抑制了两级叶轮叶尖排流和非工作面涡流的产生和脱落,降低了该位置的声功率级。第四,在轴流风机运行过程中,必须定期进行维护和试验,这样可以大大避免轴流风机的一些重大事故,也可以在发生一些小事故时及时修理和抢修。
(作者: 来源:)