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0 引言     在我國一些火力發(fā)電廠中鍋爐引風機積灰振動問題時有發(fā)生，為此運行中需經(jīng)常進行風機停運清灰，不但限制和影響機組出力，有時甚至因風機頻繁振動超標而釀成事故。造成引風機積灰振動的因素較多，通常與風機類型、風機前在裝除塵器型式、煤種及運行方式等有直接關(guān)系。近年來我公司一期3臺機組引風機積灰振動問題相對突出，年停運清灰均在20次以上。為此公司在保持原有設(shè)備現(xiàn)狀和運行方式的前提下，通過應(yīng)用噴嘴氣流吹掃技術(shù)，對一期機組引風機進行技術(shù)改造，改造后有效緩解了風機積灰振動問題。 1 設(shè)備概況 我公司現(xiàn)有6臺200MW發(fā)電機組，分一二期工程各3臺。其中一期工程3臺機組配套鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造生產(chǎn)的HG-670/140-7型超高壓中間再熱自然循環(huán)燃煤鍋爐，同時采用Φ5100文丘里水膜式除塵器。鍋爐配用沈陽鼓風機（集團）有限公司制造的Y4-73№31（29.5）D型離心式引風機，風機進口裝有調(diào)節(jié)風量的進口擋板，擋板與葉輪間裝有導(dǎo)流裝置。自機組投產(chǎn)以來引風機葉片積灰振動問題時有發(fā)生，引風機積灰振動問題已成為制約公司安全經(jīng)濟生產(chǎn)的重要隱患之一。近年來一期機組引風機積灰振動相對頻繁，據(jù)統(tǒng)計2006年前3個月僅一期2#爐因引風機停運清灰就達20次,影響發(fā)電量約為76.73萬kW&middo;h，給公司造成較大的經(jīng)濟損失。 2 引風機葉片積灰振動的影響因素 2.1 引風機結(jié)構(gòu)型式 通常風機在運行時葉片非工作面由于氣體渦流、葉片表面粗糙、塵粒的布朗運動等原因易造成粉塵沉積，而試驗表明：風機葉片型線對其積灰程度有一定影響。我公司一期3臺機組在裝引風機為單吸入離心式風機，其葉片為后向機翼型空心葉片；二期機組引風機為雙吸入離心式風機，葉片為前向平板式結(jié)構(gòu)。實際運行中一期機翼型葉片風機結(jié)構(gòu)型式相對二期容易發(fā)生粉塵沉積振動。而對于同類型不同葉輪直徑的風機，大直徑葉輪發(fā)生積灰更易失衡產(chǎn)生振動，如我公司一期1#、2#機大直徑葉輪引風機與同類型的3#機小直徑葉輪風機相比，在同等煤種和運行工況下，發(fā)生積灰振動相對更為頻繁。 另外，對于機翼型空心葉片風機，運行中一旦葉片磨穿會造成灰粒進入葉片空腔內(nèi)，在短時間內(nèi)破壞風機轉(zhuǎn)子的動平衡產(chǎn)生振動。如果這種情況發(fā)生即使葉片上無積灰，風機振動現(xiàn)象也仍然無法消除。     2.2 風機前除塵器結(jié)構(gòu)型式 粉塵在風機葉片非工作面的沉積數(shù)量和粘附強度，與風機前所采用的除塵器形式和除塵效率有密切關(guān)系。采用干式除塵器葉片上一般會粘附些強度較低的松散積灰，而采用濕式除塵器風機葉片非工作面上會粘附些水泥狀堅硬積灰；采用高效率的除塵器（如電除塵器、布袋式除塵器等）會大大降低風機葉片的積灰程度。 我公司一期機組在裝除塵器為文丘里水膜除塵器，這類濕式除塵器會造成風機進口煙氣存在較嚴重的帶水問題。因為水膜除塵器在其工作過程中,一部分微小水滴會同粉塵一起被煙氣帶入風機中，同時如果環(huán)境氣溫較低時，隨煙氣進入吸風機的水蒸汽也會發(fā)生凝結(jié)與粉塵混合形成灰漿附著在葉片上,這些灰漿大多粘結(jié)在風機葉片非工作面及葉輪前、后盤上,風機運行過程中灰漿所含水份會逐漸蒸發(fā),而形成比較堅硬的灰殼并逐漸沉積增厚。當風機葉片上的積灰達到一定質(zhì)量時，部分灰塊在自重和旋轉(zhuǎn)離心力共同作用下脫落時,風機轉(zhuǎn)子平衡即被破壞產(chǎn)生振動[1]。當運行中除塵水量過大或頻繁發(fā)生除塵器堵塞以及環(huán)境氣溫突變和潮濕季節(jié)，會加劇水膜除塵器內(nèi)煙氣帶水量。 另外，我公司一期機組在裝的文丘里水膜除塵器設(shè)計除塵效率僅為85%，投產(chǎn)后又取消了文丘里噴管霧化及掃地噴嘴除塵功能，失去了原有的捕滴除塵作用，進一步降低了除塵器除塵效率，運行中相當一部分飛灰經(jīng)引風機后從煙囪排放，除塵器除塵效率低，一方面增加了風機葉片非工作面積灰程度，同時也會加劇風機葉片工作面的磨損。 2.3 煤質(zhì)下降及煙氣流通阻力增加 煤質(zhì)的變化會對引風機葉片積灰程度帶來一定影響。近年來我公司燃用煤質(zhì)灰分比例較大（30%以上），而且熱值偏低。通常燃用高灰分、低熱值劣質(zhì)煤，鍋爐達到同等出力時，需要燃煤量及產(chǎn)生的灰量必然增加，而現(xiàn)有除塵器除塵效率不高，這樣除了對鍋爐燃燒及受熱面積造成影響外，還會導(dǎo)致制粉系統(tǒng)（如磨煤機、引風機等）及除塵設(shè)備出力不足、電耗增加、磨損加劇、煙道積灰等。從近年每次機組大小修檢查發(fā)現(xiàn)，除塵器內(nèi)及其出進口煙道均存在大量的積灰，說明由于煙氣中飛灰含量的大幅度增加，原設(shè)計水膜除塵器除塵效率下降、風機出力不足。 煙氣系統(tǒng)流通阻力的增加也是造成風機葉片積灰的重要因素之一。由于煙道及受熱面積灰造成煙氣側(cè)流通阻力增加，會帶來煙速降低、飛灰濃度升高、積灰煙道出口煙溫下降等問題。另外一些新增設(shè)備對煙氣流通阻力存在影響，如我公司2#爐后增設(shè)的管式空氣預(yù)熱器相對同類型的1#、3#機組，對煙氣阻力的影響也是客觀存在的。 2.4 運行方式 合理調(diào)整和控制除塵器的除塵水量，是防止引風機積灰振動的主要手段之一。在運行中既要控制和減少風機進口煙氣帶水量，更要兼顧除塵器除塵效果。原則上保證風機不發(fā)生積灰振動的前提下，盡量加大除塵水量，以提高除塵器除塵效率。提高風機進口煙氣溫度,減少鍋爐尾部煙道漏風，使煙溫高于水蒸汽的露點,也是防止風機葉片積灰的重要手段。 我公司鍋爐在裝引風機有高、低速兩個擋位，通常運行時一臺高速運行，另一臺低速運行，原則上兩臺風機應(yīng)定期高、低速切換運行。因為風機低負荷運行時，風機進口速度發(fā)生偏離與葉輪通道的進口安裝角產(chǎn)生一個差角，葉片非工作面上會形成流體低速區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)氣流攜帶粉塵的能力下降，粉塵更容易沉積在葉面上，單吸入風機長時間低速運行，還會帶來煙道積灰不均衡現(xiàn)象。 另外，加強除塵設(shè)備的巡檢和維護，及時有效地消除除塵設(shè)備缺陷，杜絕和減少煙氣通道積灰及除塵器堵灰現(xiàn)象發(fā)生，也是防止引風機積灰振動的有效手段。 3 解決引風機積灰振動的途徑 針對上述引風機葉片積灰振動的各類影響因素，為了解決引風機積灰振動問題，可以采取除塵器、引風機改型，以及提高燃煤質(zhì)量、加強運行控制等手段。其中提高除塵器的除塵效率,減少粉塵進入引風機的機會,可以從根本上解決積灰振動問題。例如采用電除塵等高效型除塵器的引風機，只要除塵器運行正常,就不會或很少發(fā)生風機積灰問題（如我公司5#機組）。但是受資金、工程量等客觀條件限制,全部改變除塵器的型式，對于一些企業(yè)短期內(nèi)是難以實現(xiàn)的；同樣風機改型的資金、工程量也是相當大的，而且效果也并非理想。另外，受外部煤炭市場形勢的制約以及成本合算，燃煤現(xiàn)狀也不會有大的改觀；而現(xiàn)有除塵器及風機運行調(diào)整手段有限。 面對設(shè)備改型解決風機積灰振動存在的實際困難，能不能在允許一定量的粉塵及水分進入引風機的條件下,采取一些簡便措施防止飛灰在轉(zhuǎn)子上沉積,從而減緩或避免引風機振動。根據(jù)機翼型葉片風機積灰主要發(fā)生在非工作面這一特點，過去一些專家和科研院所在這方面曾進行過多次實踐和改進，據(jù)了解東北電院設(shè)計的一種噴嘴氣流連續(xù)吹掃裝置，經(jīng)現(xiàn)場試驗應(yīng)用效果較好。該裝置結(jié)構(gòu)簡單安裝方便,對引風機改動量極小，通過與院方專家探討，認為在保持原有設(shè)備現(xiàn)狀和運行方式的前提下，采用這種氣流吹掃技術(shù)，解決我公司一期機組引風機積灰振動問題是經(jīng)濟可行的。 4 氣流吹掃裝置在我公司引風機上的具體應(yīng)用 我公司于2004年首先在1#機組兩臺引風機上安裝試驗了吹掃裝置，2006年4月及11月又先后在2#、3#機組引風機上進行安裝和改進。吹掃裝置的原理是改變風機葉片非工作面上渦流區(qū)的流場,通過高速氣流的動量將剛粘附到葉片上的松軟積灰吹掉。該裝置是將一組或兩組噴嘴安裝在風機葉片近非工作面處，利用引風機本身的壓頭將一部分空氣（或煙氣）吸入噴嘴組進口,并以較高的速度連續(xù)噴射到葉片非工作面,葉輪每轉(zhuǎn)一周,葉片被依次吹掃一遍,通過氣流連續(xù)吹掃達到防止粉塵沉積的效果[1]。 我公司風機吹掃裝置是采用風機壓頭吸取室外空氣吹掃方式，每套裝置由兩組漸縮形噴嘴組成，布置在風機轉(zhuǎn)子兩側(cè)下方，兩組噴嘴間與葉輪中心約成80°夾角。噴嘴流量的大小直接影響引風機的出力和吹掃效果,過大則風機出力下降且風機電機電流增大,過小則吹掃效果欠佳,院方根據(jù)風機參數(shù)設(shè)計選取噴嘴尺寸及流量。其中一組裝有內(nèi)徑φ50mm噴嘴8個，進風母管直徑為φ159mm；另一組裝有內(nèi)徑φ25mm噴嘴12個，進風母管直徑為φ133mm?？紤]風機葉輪高速旋轉(zhuǎn)時相對速度的影響,安裝噴嘴時其中心線與葉片最高點垂直并偏向葉片尾端5°～10°角；為保證動靜間隙及吹掃效果，噴嘴端部距葉片最近點設(shè)定為15mm。 采用這種吸取風機外空氣吹掃形式的吹掃裝置,當運行中發(fā)現(xiàn)引風機有積灰時（表現(xiàn)為軸瓦振動值增加），可以在噴嘴組母管進口加入適量細砂,人為造成一種磨損的狀態(tài),通過高速細砂撞擊葉片上的積灰,以達到清灰、防振的目的[1]。加入細砂最好在風機高速運行狀態(tài)下均勻連續(xù)進行，但如果連續(xù)加砂無效時，應(yīng)及時停運進行人工清灰。 5 應(yīng)用效果及存在問題 我公司1#機組兩臺引風機在2004年安裝吹掃裝置，安裝后2005年發(fā)生3次積灰振動，2006年發(fā)生2次積灰振動，2007年上半年未發(fā)生積灰振動；2#、3#爐兩臺引風機分別在2006年4月和11月安裝了吹掃裝置,截止2007年6月兩臺機組引風機運行中，尚未發(fā)生過積灰振動停運清灰。從安裝前后相比3臺機組每年可減少引風機停運清灰近20余次，節(jié)約燃油40余噸，避免少發(fā)電近80萬kW&middo;h。 從使用后機組停運時對風機檢查情況，葉片非工作面仍有積灰，但積灰量相對安裝噴嘴前大幅度減少（葉片積灰厚度不足10mm）。加裝吹掃裝置后風機電流略有上升，但對引風機性能無影響。由于吹掃裝置進風口在風機室內(nèi)，存在因負壓氣流所產(chǎn)生的低頻噪聲，為降低噪聲可在吹掃裝置進風母管入口端部管壁開設(shè)消聲孔。另外，由于吹掃裝置處于風機煙塵通風區(qū)域，粉塵氣流對吹掃裝置存在一定量的磨損，應(yīng)定期檢查做好防磨處理。 6 結(jié)論 通過應(yīng)用噴嘴吹掃技術(shù)，解決引風機葉片積灰振動問題，效果明顯、經(jīng)濟效益可觀。該方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、投資費用小,也可為解決其它濕式除塵方式機組引風機積灰問題所借鑒。

風機性能曲線是風機性能和狀態(tài)的重要度量，也是風機控制的基礎(chǔ)。當風機運行1記，間后，特別是風機的若干部件更換后，風機的特性會發(fā)生變化。當需對風機控制系統(tǒng)進行改造時，無據(jù)可依，此時就必須付風機的性能狀態(tài)進測試而喘振邊界是風機性能狀態(tài)的關(guān)鍵征因素之。因為，風機旦進入喘振工況，輕則影響風機的正常運轉(zhuǎn)，重則可能會對風機造成巨大的損害。在此情況下，方面，必須保證風機的安全；另方面，測試中還必須盡可能地達到喘振邊界，以測得準確的風機性能數(shù)據(jù)。因此，如何準確地預(yù)測風機喘振邊界是本文討論的首要問。 　　2喘振邊界預(yù)測的基本思路根據(jù)風機原理，般情況下，風機喘振前會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速?？梢哉f。喘振足嚴重的旋轉(zhuǎn)失速后導(dǎo)致轉(zhuǎn)廣的振動狀態(tài)較大變化因此，監(jiān)測風機振動隨工況的變化，就有可能確定旋轉(zhuǎn)失速的出現(xiàn)。事實上，較深度的旋轉(zhuǎn)失速本身就是種非穩(wěn)定工況。 　　把此狀態(tài)定為喘振邊界雖然趨于保守，但仍然可取。 　　另外，實測時，隨著風機的出口流量逐步減少，出1出力會隨之增加，此，風機轉(zhuǎn)子會逐漸向進氣口方向移動。因此，監(jiān)測風機的軸位移可得到預(yù)測喂振的重要信息。 　　軸位移8般通過電渦流傳感器測量。風機運行時，軸位移有個報警值1.當風機憋壓時，軸位移值逐步趨近報警值。如果軸位移信號先于喘振報警。則以此時的狀態(tài)作為喘振邊界因為芳出現(xiàn)軸位移報警則風機不允許連續(xù)運行。 　　除此之外，由于風機喘振時會伴隨著放炮聲，因此風機的噪聲信號也是風機狀態(tài)的重要監(jiān)測量。 　　由此認為，可以通過監(jiān)測軸振動和軸位移以及風機的噪聲來預(yù)測風機喘振邊界3實例應(yīng)用某廠5風機是從捷克進口的12級軸流壓縮機，由汽輪機驅(qū)動。其靜葉角度分兩段可調(diào)。其中第段靜葉調(diào)節(jié)的范圍為10. 　　+16而第段靜葉則根據(jù)第段靜葉聯(lián)調(diào)。轉(zhuǎn)速從28503750以1；4調(diào)2001年該廠對5=風機控制系統(tǒng)進了改造。 　　改造過程中，為得到義整準確的1機性能線數(shù)據(jù)，實測中又必須盡可能地接近喘振邊界。因此，首先驗證通過監(jiān)測軸振動和軸位移以及風機的噪聲來預(yù)測風機喘振是否可行。 　　3瓦和4瓦軸振動及風機噪聲信號將風機在上述的3個喘振點上進入喘振邊界全過利的4=軸1軸位移；慮波處理1.衍到4的變化關(guān)系測點數(shù)由可，隨著風機出口壓力升高，風機軸向力持續(xù)發(fā)生變化，軸位，連線減小，而當風機進入喘振邊界時，軸位移發(fā)生突變。風機在不同狀態(tài)下3次進入喘振邊界。軸位，都遵循1樣的規(guī)律。軸位移移這種變化趨勢的監(jiān)測，可以比較準確地對風機喘振進行預(yù)測。 　　4應(yīng)用實效在5風機的測試過程中，總共選擇了10個靜6，+8，+16，測試了106個工況點，基本上覆蓋了風機所有的工況范圍。在實測過程中，通過監(jiān)測風機軸振動和風機軸位移的變化趨勢來逼近喘振邊界，盡量使所預(yù)測的喘振邊界接近實際的喘振邊界，達到了相當好的效果。同時，采用最小乘法對性能曲線原始數(shù)據(jù)進行擬合處理。在5中，簡要地展了其中個靜葉角度下擬合后的性能曲線測試結(jié)果。下轉(zhuǎn)第57頁！以個從有代性的工在這個工況點測量風機的性能狀態(tài)，并且直至風機進入喘振邊界。 　　這3個工況下，風機振時4瓦軸位移3瓦和4瓦軸振動及風機噪聲信號13.13中，為哚聲，015為3瓦軸振動，17為3瓦軸振動，016為4瓦軸振動，為4瓦軸振動。12為4瓦軸位移由13可，風機要進入喘振工況時，風機軸振動狀態(tài)開始發(fā)生較大變化。風機喘振時，風機發(fā)生劇烈的低頻振動，振幅達到最大值。軸向位移突變，噪聲低沉。而在風機進入喘振邊界過程中，噪聲信號對喘振的反應(yīng)明顯滯后于軸振動以及軸位移信號的反應(yīng)。所以，利用軸振動及軸位移信號來預(yù)測喘振比利用噪聲信號通過常規(guī)的聽音方式更為可靠。撒，3瓦和4瓦軸振動及風機噪聲信號上接第53頁常運行時，所需剛度的時間相對較長，亦即磨損時間較長。所以在軸瓦面出現(xiàn)熱裂紋，引起面剝落，小片區(qū)域碎裂。 　　43級轉(zhuǎn)子的主振頻率為工頻2001幅值達60；諧波成分幅值很小2.結(jié)合工藝，再根據(jù)以往的檢修經(jīng)驗及壓縮機入口過濾網(wǎng)易臟的特點，認為高速轉(zhuǎn)子因嚴重結(jié)垢而存在不平衡，所以外在慢升高。 　　5打開機組檢查到的情況由于3級振動動值持續(xù)過高，于8月份最終停車檢修。 　　各級葉輪均有不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象，其中以3級葉輪最為嚴屯，由于該機組在生產(chǎn)中的作分重要，般不輕易檢修；即使檢修，也不允許有更多的時間進行解體大修。這就導(dǎo)致結(jié)垢物隨著時間的延長越結(jié)越多，+衡紀越來越嚴重。振動越來越大。后經(jīng)除垢做動平衡后，使不平衡量得以消除。 　　同時發(fā)現(xiàn)了3級軸瓦間隙略有增大，超出了標準間隙0.23，極限0.02，6處理措施對高速轉(zhuǎn)子除垢后做動平衡。 　　檢查各軸承間隙量及瓦背量。測量瓦塊厚度后，挑選合適的瓦塊予以更換，使軸承間隙盡量接近間隙范圍標準值0.170.23，小仇7檢修后的效果開車后，測得3級振幅只有3史取其余各級振幅均有+程度的降低頻譜顯的工頻幅價也只5結(jié)論健立廠利風機軸振動和軸位，信預(yù)測風機喘振邊界的新方法，并在實際工程應(yīng)用中驗證了其可廳性。 　　發(fā)現(xiàn)在風機進入喘振邊界過程中，噪聲信號對喘振的反應(yīng)滯后廠軸振動以及軸位移。入1此，利用軸振動以及軸位移信號來預(yù)測風機喘振邊界要優(yōu)于利噪聲信號傾測，利用風機軸振動和軸位移信號預(yù)測風機喘振邊界的方法，在5風機實際測試中，最大限度地降低了喘振工況對5風機危害的同時，得到了比較準確的風機忭能曲線。 　　吸人風量叫的，5風機的新控制系統(tǒng)將測試結(jié)果作為控制參數(shù)進行改造，至今，改造后的控制系統(tǒng)已經(jīng)正常運行13年多。 　　3級軸承尤向頻譜2記錄本特利3300監(jiān)視儀兒次故障前后的數(shù)據(jù)，1. 　　1級潘2000年8月5日8時檢修前2000年8月9日9時檢修后天2001年5月27日22時被迫停車前2001年5月30日15時檢修后3天2001年9月30日檢修后41天4監(jiān)測分析結(jié)論通過對這臺機姐監(jiān)測到的數(shù)據(jù)迸行了頻譜分析，可以得出如下結(jié)論。 　　從在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看。本特利3300監(jiān)視儀反映的數(shù)據(jù)可靠。排除了探頭前置器監(jiān)視儀等其它儀部分出現(xiàn)故障。 　　空壓機介質(zhì)進出1壓力溫。度等參數(shù)正常，排除了氣流激振的可能。 　　軸瓦溫度油壓均無異常情況。振動為工頻，排除了油膜渦動引起的振動。軸瓦部分面剝落碎裂的原因是因為軸瓦間隙過大，導(dǎo)致支撐剛度降低，在這種情況F，機組啟動，次汕膜剛度達到正