一次风机故障原因分析及对应措施

1、二期锅炉一次风机故障原因分析及处理措施 二期一次风机故障原因分析及处理措施二期一次风机故障原因分析及处理措施第一部分、第一部分、 二期一次风机简介二期一次风机简介第二部分、第二部分、 旋转脱流、喘振旋转脱流、喘振第三部分、第三部分、 我公司二期一次风机失速现状我公司二期一次风机失速现状第四部分、第四部分、 风机故障原因分析风机故障原因分析第五部分、第五部分、 一次风机故障处理措施一次风机故障处理措施韩二电公司韩二电公司 PAF19-13.3-2PAF19-13.3-2轴流风机简介轴流风机简介轴流风机的特点轴流风机的特点1、动叶可调轴流风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反

2、应速度快等优点，近十几年来，国内大型火力发电厂已经普遍采取动叶可调轴流风机。2、因为轴流风机具有驼峰形驼峰曲线的特点，理论上决定了风机存在不稳定区。工作在不稳定区域可能引发风机失速或喘振的现象。轴流风机与离心风机的区别轴流风机与离心风机的区别1、轴流风机的特点是流体沿着扇叶的轴向流过。而离心式是将流体从风扇的轴向吸入后利用离心力将流体从圆周方向甩出去。前者气流轴向进入风机叶轮，在旋转叶片的流道中沿轴线方向流动，后者气流进入旋转的叶片通道，在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动。2、轴流风机与离心风机在同样的风量、压力下的区别：轴流风机能耗小，噪声大。离心风机改变了风管内介质的流向，而轴流风

3、机不改变风管内介质的流向。韩二电公司韩二电公司 二期一次风机简介二期一次风机简介二期一次风机的基本技术参数二期一次风机外形图风机型号：PAF19-13.3-2风机流量：128.8m3/s(T.B)风机总压升：15736Pa(T.B)风机效率：83.18%(T.B)风机转速：1490r/min电机功率：2450kw风机内径：1884mm叶轮直径：1334mm叶轮级数：2 叶型：HB24叶片数：24 叶片材料：HF-1液压缸径和行程：336/H100MET叶片调节范围：50韩二电公司韩二电公司 二期一次风机简介二期一次风机简介韩二电公司韩二电公司 二期一次风机简介二期一次风机简介二期一次风机液压控

4、制系统简图韩二电公司韩二电公司 二期一次风机简介二期一次风机简介二期一次风机叶片连接控制简图韩二电公司韩二电公司 二期一次风机简介二期一次风机简介二期一次风机液压缸简图 第二部分第二部分 旋转脱流、喘振旋转脱流、喘振（一）（一） 旋转脱流的简介旋转脱流的简介（二）（二） 喘振的产生原因及预防措施喘振的产生原因及预防措施（三）（三） 旋转脱流与喘振的区别旋转脱流与喘振的区别（四）（四） 我公司二期风机失速的测量我公司二期风机失速的测量（五）（五） 二期风机失速发生情况二期风机失速发生情况 第二部分第二部分 旋转脱流、喘振旋转脱流、喘振1.1旋转脱流的旋转脱流的风机风机进入不稳定工况区进入不稳定工

5、况区运行，随着冲角的运行，随着冲角的增大将导致边界层分离，致使升力减小，阻增大将导致边界层分离，致使升力减小，阻力增加。称之为力增加。称之为“脱流脱流”或或“失速失速”现象。现象。由于加工、由于加工、安装以及来流不均等安装以及来流不均等原因，叶轮原因，叶轮叶片不可能有完全相同的形状和安装角，且叶片不可能有完全相同的形状和安装角，且随着流量的减小，脱流首先发生在冲角最先随着流量的减小，脱流首先发生在冲角最先达到临界值的某一叶片进口处。达到临界值的某一叶片进口处。 在上述两种条件下，脱流阻塞叶道造成分流，在上述两种条件下，脱流阻塞叶道造成分流，使脱流以使脱流以 的旋转速度沿叶轮旋向相反传播，的旋转

6、速度沿叶轮旋向相反传播，致使脱流最终以（致使脱流最终以（ - ）的速度旋转。称之）的速度旋转。称之为为“旋转脱流旋转脱流”或或“旋转失速旋转失速”。叶片的正常工况和脱流工况叶片的正常工况和脱流工况动叶中旋转脱流的形成动叶中旋转脱流的形成 1.2旋转脱流的旋转脱流的后果影响：后果影响： 风机进入不稳定工况区运行，叶轮内将产生风机进入不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转脱流区，叶片依次经过脱流一个到数个旋转脱流区，叶片依次经过脱流区产生交变应力的作用，其作用频率与旋转区产生交变应力的作用，其作用频率与旋转脱流的转速及脱流区的数目成正比，会使脱流的转速及脱流区的数目成正比，会使叶叶片产生疲劳

7、片产生疲劳。若这一激振力的作用频率与叶。若这一激振力的作用频率与叶片的固有频率成整数倍，或等于、或接近于片的固有频率成整数倍，或等于、或接近于叶片的固有频率时，叶片将叶片的固有频率时，叶片将发生共振发生共振，进而，进而造成叶片造成叶片断裂断裂，并可能，并可能将全部叶片打断将全部叶片打断。 1.3旋转脱流的旋转脱流的 防止措施：防止措施： 应尽量避免风机在不稳定工况区运行。应尽量避免风机在不稳定工况区运行。20004000600080001000012000140001600020406080100120140160180200-30-25-20-15-10-50510152025流量（m /s

8、)3 压力（Pa)33.040.050.060.070.075.080.086.088.0一次风机特性曲线一次风机特性曲线 第二部分第二部分 旋转脱流、喘振旋转脱流、喘振2.1风机的风机的喘振现象：喘振现象：若具有若具有驼峰驼峰形性能曲线的风机形性能曲线的风机在不稳定区在不稳定区域内运行域内运行，而，而管路系统管路系统中的中的容量容量又又很大很大时，时，则风机的流量、能头和轴功率会在瞬间内发则风机的流量、能头和轴功率会在瞬间内发生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和生很大的周期性的波动，引起剧烈的振动和噪声。这种现象称为噪声。这种现象称为“喘振喘振”或或“飞动飞动”现现象。象。 2.2风机喘振

9、的风机喘振的原因分析：原因分析：当用户所需要的流量小于当用户所需要的流量小于qVK时时, 风机的运风机的运行工况点将由行工况点将由E点滑向点滑向K点点, 并将周而复始地并将周而复始地按按EKCDE各点重复循环，形成运行各点重复循环，形成运行工况的周期性波动。工况的周期性波动。 2.3风机的风机的喘振防止措施：喘振防止措施：（1）采用分流调节采用分流调节 可装设再循环管或自动可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒大于临界流排出阀门，使风机的排出流量恒大于临界流量。（量。（2）采用变速调节采用变速调节 若管路性能曲线不若管路性能曲线不通过坐标原点时，改变风机的转速，也可得通过坐标原点时，

10、改变风机的转速，也可得到稳定的运行工况。（到稳定的运行工况。（3）采用动叶调节采用动叶调节 对对轴流式风机，可减小其动叶安装角，使性能轴流式风机，可减小其动叶安装角，使性能曲线向左下方移动。曲线向左下方移动。 2.3风机的风机的喘振防止措施：喘振防止措施：（4）切割叶轮叶片切割叶轮叶片 对选配容量裕量过大的对选配容量裕量过大的风机，可通过切割，减小其叶轮叶片，使性风机，可通过切割，减小其叶轮叶片，使性能曲线向左下方移动。能曲线向左下方移动。（5）最根本的措施最根本的措施 尽量避免采用具有驼峰尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机。形性能曲线的风机。 但是当风机选型使用后，应该正确使用，但是当风机

11、选型使用后，应该正确使用，避免在不推荐区域运行。避免在不推荐区域运行。 3、旋转脱流和喘振现象的区别与联系旋转脱流和喘振现象的区别与联系旋转脱流是旋转脱流是叶片结构特性叶片结构特性造成的一种流体动造成的一种流体动力现象，它的基本特性，如脱流区的旋转速力现象，它的基本特性，如脱流区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受风机管路系统的容量和形状的的规律，不受风机管路系统的容量和形状的影响。影响。喘振是喘振是风机性能与管路系统耦合风机性能与管路系统耦合后振荡特性后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特的一种表现形式，它的振幅、频率等基

12、本特性受风机管路系统容量的支配，其流量、全性受风机管路系统容量的支配，其流量、全压和轴功率的波动是由不稳定工况区造成的。压和轴功率的波动是由不稳定工况区造成的。 3、旋转脱流和喘振现象的区别与联系旋转脱流和喘振现象的区别与联系试验研究表明：喘振现象总是与叶道内气流试验研究表明：喘振现象总是与叶道内气流的旋转脱流密切相关，而冲角的增大也与流的旋转脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，量的减小有关。所以，在出现喘振的不稳定在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流工况区内必定会出现旋转脱流。 我国火力发电厂设计技术规程规定：锅我国火力发电厂设计技术规程规定：锅炉引风机的风量裕量不低

13、于炉引风机的风量裕量不低于10，全压裕量，全压裕量不低于不低于20。 第三部分：我公司二期一次风机失速的现状第三部分：我公司二期一次风机失速的现状失速的测量：失速的测量：用一弯管即所谓皮托管监测叶用一弯管即所谓皮托管监测叶轮前的全压来判断风机是否进入失遗，皮托轮前的全压来判断风机是否进入失遗，皮托管布置在叶轮的前方，皮托管的测量孔口对管布置在叶轮的前方，皮托管的测量孔口对着叶轮旋转方向。在正常情况下此皮托管所着叶轮旋转方向。在正常情况下此皮托管所测到的压力为负压，当风机进入失遗区工作测到的压力为负压，当风机进入失遗区工作时压力变为正值。此皮托管与喘振报警差压时压力变为正值。此皮托管与喘振报警差

14、压开关连接，并进行标定。皮托管发送脉冲压开关连接，并进行标定。皮托管发送脉冲压力是判断风机进入失遗的依据。力是判断风机进入失遗的依据。 风机叶片开启正常运行时，叶轮进口的静压一般为负压，当管网阻力曲风机叶片开启正常运行时，叶轮进口的静压一般为负压，当管网阻力曲线和风机特性曲线交点（运行点）位于喘振区域时，气流就会来回脉动，线和风机特性曲线交点（运行点）位于喘振区域时，气流就会来回脉动，气压也就随之脉动，机组振动加剧，声音异常，危及机组的运行安全。气压也就随之脉动，机组振动加剧，声音异常，危及机组的运行安全。因此，用一个差压开关来监测风机进口的压力就能达到监测风机是否处因此，用一个差压开关来监测

15、风机进口的压力就能达到监测风机是否处于喘振状态的目的。当风机运行于喘振区域内时，差压开关内的接点即于喘振状态的目的。当风机运行于喘振区域内时，差压开关内的接点即转换，当该接点接至声光报警系统时，即会发出声光报警信号。这时，转换，当该接点接至声光报警系统时，即会发出声光报警信号。这时，运行人员应及时检查，排除故障。若喘振持续运行人员应及时检查，排除故障。若喘振持续15秒未消除，则应紧急停秒未消除，则应紧急停机，以确保机组的安全。将风机动叶片角度调至机，以确保机组的安全。将风机动叶片角度调至-30，然后将风机开启，然后将风机开启，用一根用一根U形管与风机机壳上的毕托管相连，测出这一工况的压力值（此

16、形管与风机机壳上的毕托管相连，测出这一工况的压力值（此值一般为负值，有时也可能为较小的正值），然后将该值加上值一般为负值，有时也可能为较小的正值），然后将该值加上2000Pa，相加后的值即为差压开关的动作值（如测出的压力值为正值，则取相加后的值即为差压开关的动作值（如测出的压力值为正值，则取2000Pa为差压开关的动作值）为差压开关的动作值）。校对校对差压开关差压开关动作值，重复动作动作值，重复动作10次次以上，方可认为整定结束。以上，方可认为整定结束。 我公司二期一次风机我公司二期一次风机实际测量校核的喘振实际测量校核的喘振报警（报警（B PAF SURGE）的定值自建）的定值自建厂以来一直

17、为厂以来一直为2800Pa。较厂家说明书的推荐较厂家说明书的推荐值值2000Pa偏大约偏大约800Pa，较定值偏高，较定值偏高40%。今后停机检修。今后停机检修工作需要进行该保护工作需要进行该保护值的修订。修订过程值的修订。修订过程中反复试验，检查确中反复试验，检查确认重复认重复10次以上，方次以上，方可确认整定工作结束。可确认整定工作结束。 我公司二期一次风机近两年失速的情况我公司二期一次风机近两年失速的情况二零一三年六月十九日二零一三年六月十九日18时时50分至分至23时时30分，分，4B一次风机在事故后恢复过程中的典型曲线一次风机在事故后恢复过程中的典型曲线 我公司二期一次风机近两年失速

18、的情况我公司二期一次风机近两年失速的情况2013年年11月月22日日21时时54分，分，3A一次风机在大一次风机在大修机组一次风机整体返厂启动运行后。修机组一次风机整体返厂启动运行后。3A一一次风机风量回零，运行反复调整约次风机风量回零，运行反复调整约1小时后，小时后，3A一次风机液压缸损坏。一次风机液压缸损坏。 我公司二期一次风机近两年失速的情况我公司二期一次风机近两年失速的情况2014年年2月月20日日22时时16分，分，3B一次风机电机一次风机电机开关正序过流保护动作，过负荷报警动作；一开关正序过流保护动作，过负荷报警动作；一次风机电机电流到达次风机电机电流到达260A跳闸、跳闸、3号机

19、组号机组RB保护动作正常。液压缸损坏。保护动作正常。液压缸损坏。 我公司二期一次风机近两年失速的情况我公司二期一次风机近两年失速的情况2014年年7月月21日日7时时36分至分至46分的分的10分钟内，分钟内，4B一次风机风量回零；失速报警未发。一次风机风量回零；失速报警未发。2014年年7月月22日日1时时42分至分至56分的分的14分钟内，分钟内，4B一一次风机风量回零，失速报警信号次风机风量回零，失速报警信号4A发，调整发，调整后正常；两次一次风机失速液压缸未损坏。后正常；两次一次风机失速液压缸未损坏。 第四部分第四部分 风机故障原因分析风机故障原因分析（一）（一） 设计原因设计原因（二

20、）（二） 制造原因制造原因（三）（三） 安装原因安装原因（四）（四） 操作运行不当操作运行不当（五）（五） 设备劣化设备劣化 第四部分第四部分 风机故障原因分析风机故障原因分析4.1、设计原因：、设计原因：设计不当，动态特性不良，运行时发生强设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动或自激振动。迫振动或自激振动。结构不合理，应力集中。结构不合理，应力集中。设计工作转速接近或落入临界转速区设计工作转速接近或落入临界转速区。热膨胀量计算不准，导致热态对中不良热膨胀量计算不准，导致热态对中不良 我公司二期一次风机为上海鼓风机厂有限公司生产；为上鼓厂从德国透平通风技术有限公司（TLT）引进制造产品。上

21、世纪八十年代初引进后批量生产，至今已经有三十多年产品历史。为成熟技术的成熟产品。 上鼓厂生产车间及试验台 第四部分第四部分 风机故障原因分析风机故障原因分析4.2、制造原因：、制造原因：零部件加工制造不良，精度不够。零部件加工制造不良，精度不够。零件材质不良，强度不够，制造缺陷。零件材质不良，强度不够，制造缺陷。转子动平衡不符合技术要求转子动平衡不符合技术要求。厂家厂家备件备件检查检查记录记录 4.3、安装原因：、安装原因：机械安装不当，零部件错位，预负荷大。机械安装不当，零部件错位，预负荷大。轴系对中不良。机器几何参数轴系对中不良。机器几何参数(如配合间隙、如配合间隙、过盈量及相对位置过盈量

22、及相对位置)调整不当调整不当。管道应力大，机器在工作状态下改变了动态管道应力大，机器在工作状态下改变了动态特性和安装精度。特性和安装精度。转子长期放置不当，改变了动平衡精度。转子长期放置不当，改变了动平衡精度。未按规程检修，破坏了机器原有的配合性质未按规程检修，破坏了机器原有的配合性质和精度。和精度。 一次风机一次风机检修过程检修过程 一次风机检修的重点：一次风机检修的重点：电机：必须先预留出电机对轮间隙约电机：必须先预留出电机对轮间隙约30mm间隙，连接好油系统、热工测点确认无误后间隙，连接好油系统、热工测点确认无误后方可进行电机空转，测量确认电机磁力中心方可进行电机空转，测量确认电机磁力中

23、心线。弹性膜片自由状态进行对中找正。线。弹性膜片自由状态进行对中找正。液压缸找正液压缸找正5道以内，轴系中心找正道以内，轴系中心找正6道以内。道以内。 一次风机检修的重点：一次风机检修的重点：液压缸找正完成，必须确认全部螺栓固定力液压缸找正完成，必须确认全部螺栓固定力矩复查合格，再次找正的数据为准。矩复查合格，再次找正的数据为准。叶片角度调整定位。先在中间位置，确认连叶片角度调整定位。先在中间位置，确认连接方向正确后，先定全关位，检查机械指示、接方向正确后，先定全关位，检查机械指示、电动执行器、原始轮毂刻度记号复核后；定电动执行器、原始轮毂刻度记号复核后；定全开位，紧固液压缸锁紧螺母，走量程合

24、格。全开位，紧固液压缸锁紧螺母，走量程合格。 一次风机检修的重点：一次风机检修的重点：风机风机试运试运整体运行平稳、无异常音响；轴承箱振动、温整体运行平稳、无异常音响；轴承箱振动、温升合格。风机无漏风。升合格。风机无漏风。液压油系统压力保持在液压油系统压力保持在2.5MPa运行运行无渗漏；叶片开关灵活，两台风机并列运行叶片角度偏差不无渗漏；叶片开关灵活，两台风机并列运行叶片角度偏差不超过超过2，风机运行电流偏差不超过，风机运行电流偏差不超过5A。4 4、风机振动风机振动2.8mm/s2.8mm/s以下为优良，以下为优良，4.6mm/s4.6mm/s以内为合格。轴以内为合格。轴承箱温度低于承箱温

25、度低于6565为优良，为优良，7575以下为合格。以下为合格。电机润滑油压电机润滑油压力供油压力不低于力供油压力不低于0.22MPa,0.22MPa,电机轴瓦温度低于电机轴瓦温度低于7575。 4.4、操作运行不当：、操作运行不当：工艺参数工艺参数(如介质的温度、压力、流量、负如介质的温度、压力、流量、负荷等荷等)偏离设计值，机器运行工况不正常偏离设计值，机器运行工况不正常；机机器在超转速、超负荷下运行，改变了机器的器在超转速、超负荷下运行，改变了机器的工作特性。工作特性。运行点接近或落入临界转速区运行点接近或落入临界转速区。润滑或者冷却不良。转子局部损坏或结垢。润滑或者冷却不良。转子局部损坏

26、或结垢。启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀或在临界区停留时间过久。热膨胀不均匀或在临界区停留时间过久。 4.5、设备劣化：、设备劣化：长期运行，转子挠度增大或动平衡劣化。长期运行，转子挠度增大或动平衡劣化。转子局部损坏、脱落或产生裂纹转子局部损坏、脱落或产生裂纹。零部件磨损、点蚀或腐蚀等。零部件磨损、点蚀或腐蚀等。配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，配合面受力劣化，产生过盈不足或松动等，破坏了配合性质和精度。破坏了配合性质和精度。机器基础沉降不均匀，机器壳体变形。机器基础沉降不均匀，机器壳体变形。轴承（轴瓦）磨损、滑块磨损、密封老化渗轴承

27、（轴瓦）磨损、滑块磨损、密封老化渗漏、油质劣化等。漏、油质劣化等。 第五部分第五部分 风机故障处理措施风机故障处理措施1、主轴承温度、主轴承温度80：判断轴承温度上升趋势是否判断轴承温度上升趋势是否5/分；油箱油位分；油箱油位是否正常；油管道是否有漏泄；润滑油是否正常。是否正常；油管道是否有漏泄；润滑油是否正常。冷油器是否投运；来回油管道油温测温对比；检冷油器是否投运；来回油管道油温测温对比；检查运行中轴承声音是否正常查运行中轴承声音是否正常。检查油是否变质或含检查油是否变质或含有金属粉末。有金属粉末。主轴承温度主轴承温度90，必须故障停车，必须故障停车。主轴承温度主轴承温度80、振动、振动6.3mm/s，必须故障，必须故障停车停车。 第五部分第五部分 风机故障处理措施风机故障处理措施2、振动大：、振动大：；叶片；叶片角度是否变化移动；机壳处能否监听到摩擦声。角度是否变化移动；机壳处能否监听到摩擦声。风机不平衡位置是否发生变化；叶轮紧