论文部分内容阅读
【摘 要】火检冷却风机是锅炉单元机组的重要辅助设备之一，它为锅炉燃烧器的探头提供冷却风，火检探头是锅炉正常工作的重要检测工作，同时，作为锅炉主保护的重要条件之一，对于火电厂锅炉的可靠运行起着至关重要的影响作用。
【关键词】火检冷却风机；振动；治理
1.概述
火力发电厂为确保炉内火检的正常工作，一般配置两台火检风机提供冷却风来保证火检探头的正常使用。锅炉MFT一般都有一、二条关于火检冷却风丧失的主保护，或为丧失火检冷却风，或为火焰丧失，在一般规程中都锁定，炉膛温度小于80℃时可停火检冷却风机，目的是为保证火检探头的安全工作。
个别机组曾出现过由于火检风机振动异常，导致火检冷却风的报警或停运，进而造成主保护动作，导致锅炉MFT，给所在企业造成了一定的经济影响，甚至是设备损坏，因此确保火检风机的可靠运行，及时治理火检风机的振动缺陷具有重要意义。
2.火检风机现场安装系统介绍（以某新建电厂为例）
现场配置火检冷却风机2台，流量为728-5000m?/h，单个重量为32kg，电动机型号为M2BAX 160MLB 2，功率为15kW，转速为2929r/min，电动机电压为380V，电流为28A，风风机型号为A780，离心式风机。该风机效率高，大于85%，振动小、噪音低，风机外壳1米处噪声<80dB。该风机具有非常平滑的压力特性曲线。用于该压力曲线在主要运行区域内流量变化5～8倍而压力仅变化±5%，当现场流量发生较大变化时，风机仍能保持正常的压力。
火检风机位于13.7m炉后水泥平台上，风机与水泥地坪之间有一个钢制预埋件和一个钢制框架，两台风机采取对称、对面布置，两个出风口在逆止挡板门后经一个手动蝶阀与φ219的碳钢管道相连接。
3.异常介绍
在机组进行空气动力场时，火检冷却风机一起进行试运，经对风机电机的驱动端和自由端振动进行了测量，数据如下：
以上数据显示，自由端的垂直方向数据最大，其余方向的振动均偏大。因此，首先分析自由端垂直方向上的振动原因最为重要。经使用北京正朝ZC4000点检仪进行现场测试，发现A风机自由端显示一倍频成分最大，约为50μm，二倍频成分11μm，其余倍频、低频及高频分量都不大；同时，B风机自由端显示也是一倍频成分最大，约为48μm，二倍频成分13μm，其余倍频、低频及高频分量也都不大。
以上的频谱显示，不能排除可能存在的以下几个问题：
（1）支撑系统缺陷；
（2）转子不平衡；
（3）联轴器出现缺陷。
针对以上几种可能，现场逐一进行了检查确认。
4.振动处理步骤
4.1振动原因分析
因为是新设备，且厂家出厂前已做了相应的动平衡试验，火检风机为基座、框架与风机本体整体运至现场，整个运输过程未出现设备碰损事件，振动不可能出现大幅度的超标，以上数据也从厂家处进行了核实。因此，转子不平衡和联轴器缺陷暂时可以先不考虑，那么重点就是围绕整个支撑系统进行缺陷检查。
4.2 异常振动处理过程
因振动主要存在于垂直方向，结合基础支撑的分析，首先对地脚螺栓进行了确认，发现电机与框架的连接螺栓、框架与基础钢架的连接螺栓均紧固牢靠，未出现松动，同时，使用点检仪检查时，连接处振动未出现大幅度的波动，但是从上至下，垂直方向上的振幅逐渐减小，但最小处仍有15μm左右的振幅。由此可以确认，风机框架与水泥台面之间仍然存在振动松动的可能性。
经向土建专业了解，原密封风机在锅炉运转平台上设计为坐在预埋件上，而由于设计图纸到位缓慢，导致图纸到位时，运转层已浇筑完混凝土，要完成预埋件的敷设，必须要将原地坪砸开，这样以来，对该处的水泥强度以及防水效果将造成影响。为避免以上隐患，经咨询设计院后，基础改为用四条膨胀螺栓进行紧固。由于基础框架较长，但是现场的膨胀螺栓仅有四条，无法确保长度方向上的结构刚性，经现场测量后，发现框架底部仍然存在10μm的振幅，且在两台风机自由端的下方振幅为14μm和15μm，这和之前风机本体上测到的垂直方向上的偏大数值位置相符。由于两台风机为对称、对面布置，所以由此确定基础框架存在对角扭矩的问题，经现场对四条膨胀螺栓紧固后，发现自由端下方的振动减小，但任然存在8μm左右的振动。由此，可进一步确认，底部框架基础需要进一步提升刚性，于是，要求土建单位两边各增加两条膨胀螺栓，并进行混凝土二次灌浆。灌浆凝固干燥后，经现场再次测量发现振动数值明显减小。
对于输送介质的转机设备连接的管道而言，若管道直接与转机相连，容易出现转机振动传递给管道，或管道振动传递给转机设备，给转机设备带来振动叠加的效果，长时间会进一步造成振动恶化，而避免以上危害，对于液体介质而言，往往是在管道合适位置增加弹性或刚性支吊架进一步消除或限制振动；而对于气体介质而言，往往是在转机与管道的连接部位增加软连接，从而实现两个振动源的相互隔离。经现场研究后，决定将出口的蝶阀更换金属膨胀节（由于考虑避免外界尖锐物体对软连接的损坏，未采用软连接）。膨胀节更换后，经再次测量振动数据，发现两台风机的各处振动均为优良值。
5.结束语
转机振动直接影响着设备的安全可靠运行，尤其是对于火力发电厂中承担着主要保护的设备，从设备的设计、加工、安装和试运方面了解设备振动的产生机理，结合设备自身各部件的振动频谱，合理分析产生振动的原因，同时，结合常规的振动治理措施，多措并举，才能切实治理并消除转动机械的隐患，从而，确保设备的可靠运行，不断提升机组的运行经济性。
参考文獻：
[1] 刘策峰，李亚军，杨峰.锅炉火检冷却风机做备用的可行性分析[J].宁夏电力，2008（09）：74.
[2]Liu Ce-hua，Li Ya-jun，Yang Feng.The feasibility analysis of boiler fire check cooling fan for standby[J].Ningxia electric power，2008（09）：74.
[3] 刘保国，姜春霞.风机振动原因分析及解决措施[J].河南电力，2010（31）：62.
[4]Liu Bao-guo，Jiang Chun-xia.Cause analysis and solution of fan vibration[J].Henan electric power，2010（31）：62.
[5] 罗剑斌，荆百林，袁利平，刘静宇.火电厂旋转设备振动标准介绍与应用[J].河南电力，2006（01）：46-48.
[6]Luo Jian-bin，Jing Bai-lin，Yuan Li-ping，Liu Jing-yu.Introduction and application of vibration standards for rotating equipment in thermal power plants[J].Henan electric power，2006（01）：46-48.
（作者单位：大唐巩义发电有限责任公司）
【关键词】火检冷却风机；振动；治理
1.概述
火力发电厂为确保炉内火检的正常工作，一般配置两台火检风机提供冷却风来保证火检探头的正常使用。锅炉MFT一般都有一、二条关于火检冷却风丧失的主保护，或为丧失火检冷却风，或为火焰丧失，在一般规程中都锁定，炉膛温度小于80℃时可停火检冷却风机，目的是为保证火检探头的安全工作。
个别机组曾出现过由于火检风机振动异常，导致火检冷却风的报警或停运，进而造成主保护动作，导致锅炉MFT，给所在企业造成了一定的经济影响，甚至是设备损坏，因此确保火检风机的可靠运行，及时治理火检风机的振动缺陷具有重要意义。
2.火检风机现场安装系统介绍（以某新建电厂为例）
现场配置火检冷却风机2台，流量为728-5000m?/h，单个重量为32kg，电动机型号为M2BAX 160MLB 2，功率为15kW，转速为2929r/min，电动机电压为380V，电流为28A，风风机型号为A780，离心式风机。该风机效率高，大于85%，振动小、噪音低，风机外壳1米处噪声<80dB。该风机具有非常平滑的压力特性曲线。用于该压力曲线在主要运行区域内流量变化5～8倍而压力仅变化±5%，当现场流量发生较大变化时，风机仍能保持正常的压力。
火检风机位于13.7m炉后水泥平台上，风机与水泥地坪之间有一个钢制预埋件和一个钢制框架，两台风机采取对称、对面布置，两个出风口在逆止挡板门后经一个手动蝶阀与φ219的碳钢管道相连接。
3.异常介绍
在机组进行空气动力场时，火检冷却风机一起进行试运，经对风机电机的驱动端和自由端振动进行了测量，数据如下：
以上数据显示，自由端的垂直方向数据最大，其余方向的振动均偏大。因此，首先分析自由端垂直方向上的振动原因最为重要。经使用北京正朝ZC4000点检仪进行现场测试，发现A风机自由端显示一倍频成分最大，约为50μm，二倍频成分11μm，其余倍频、低频及高频分量都不大；同时，B风机自由端显示也是一倍频成分最大，约为48μm，二倍频成分13μm，其余倍频、低频及高频分量也都不大。
以上的频谱显示，不能排除可能存在的以下几个问题：
（1）支撑系统缺陷；
（2）转子不平衡；
（3）联轴器出现缺陷。
针对以上几种可能，现场逐一进行了检查确认。
4.振动处理步骤
4.1振动原因分析
因为是新设备，且厂家出厂前已做了相应的动平衡试验，火检风机为基座、框架与风机本体整体运至现场，整个运输过程未出现设备碰损事件，振动不可能出现大幅度的超标，以上数据也从厂家处进行了核实。因此，转子不平衡和联轴器缺陷暂时可以先不考虑，那么重点就是围绕整个支撑系统进行缺陷检查。
4.2 异常振动处理过程
因振动主要存在于垂直方向，结合基础支撑的分析，首先对地脚螺栓进行了确认，发现电机与框架的连接螺栓、框架与基础钢架的连接螺栓均紧固牢靠，未出现松动，同时，使用点检仪检查时，连接处振动未出现大幅度的波动，但是从上至下，垂直方向上的振幅逐渐减小，但最小处仍有15μm左右的振幅。由此可以确认，风机框架与水泥台面之间仍然存在振动松动的可能性。
经向土建专业了解，原密封风机在锅炉运转平台上设计为坐在预埋件上，而由于设计图纸到位缓慢，导致图纸到位时，运转层已浇筑完混凝土，要完成预埋件的敷设，必须要将原地坪砸开，这样以来，对该处的水泥强度以及防水效果将造成影响。为避免以上隐患，经咨询设计院后，基础改为用四条膨胀螺栓进行紧固。由于基础框架较长，但是现场的膨胀螺栓仅有四条，无法确保长度方向上的结构刚性，经现场测量后，发现框架底部仍然存在10μm的振幅，且在两台风机自由端的下方振幅为14μm和15μm，这和之前风机本体上测到的垂直方向上的偏大数值位置相符。由于两台风机为对称、对面布置，所以由此确定基础框架存在对角扭矩的问题，经现场对四条膨胀螺栓紧固后，发现自由端下方的振动减小，但任然存在8μm左右的振动。由此，可进一步确认，底部框架基础需要进一步提升刚性，于是，要求土建单位两边各增加两条膨胀螺栓，并进行混凝土二次灌浆。灌浆凝固干燥后，经现场再次测量发现振动数值明显减小。
对于输送介质的转机设备连接的管道而言，若管道直接与转机相连，容易出现转机振动传递给管道，或管道振动传递给转机设备，给转机设备带来振动叠加的效果，长时间会进一步造成振动恶化，而避免以上危害，对于液体介质而言，往往是在管道合适位置增加弹性或刚性支吊架进一步消除或限制振动；而对于气体介质而言，往往是在转机与管道的连接部位增加软连接，从而实现两个振动源的相互隔离。经现场研究后，决定将出口的蝶阀更换金属膨胀节（由于考虑避免外界尖锐物体对软连接的损坏，未采用软连接）。膨胀节更换后，经再次测量振动数据，发现两台风机的各处振动均为优良值。
5.结束语
转机振动直接影响着设备的安全可靠运行，尤其是对于火力发电厂中承担着主要保护的设备，从设备的设计、加工、安装和试运方面了解设备振动的产生机理，结合设备自身各部件的振动频谱，合理分析产生振动的原因，同时，结合常规的振动治理措施，多措并举，才能切实治理并消除转动机械的隐患，从而，确保设备的可靠运行，不断提升机组的运行经济性。
参考文獻：
[1] 刘策峰，李亚军，杨峰.锅炉火检冷却风机做备用的可行性分析[J].宁夏电力，2008（09）：74.
[2]Liu Ce-hua，Li Ya-jun，Yang Feng.The feasibility analysis of boiler fire check cooling fan for standby[J].Ningxia electric power，2008（09）：74.
[3] 刘保国，姜春霞.风机振动原因分析及解决措施[J].河南电力，2010（31）：62.
[4]Liu Bao-guo，Jiang Chun-xia.Cause analysis and solution of fan vibration[J].Henan electric power，2010（31）：62.
[5] 罗剑斌，荆百林，袁利平，刘静宇.火电厂旋转设备振动标准介绍与应用[J].河南电力，2006（01）：46-48.
[6]Luo Jian-bin，Jing Bai-lin，Yuan Li-ping，Liu Jing-yu.Introduction and application of vibration standards for rotating equipment in thermal power plants[J].Henan electric power，2006（01）：46-48.
（作者单位：大唐巩义发电有限责任公司）