摘要：根据我公司“三炉两塔”运行方式下，根据#1脱硫升压风机故障情况，定性分析引起升压风机液压缸故障原因，并通过试验将已发生液压缸故障停运的升压风机导叶继续开大，从而确保机组不停炉状况下安全稳定运行。
关键词：升压风机；液压缸；导叶
1、概述
南京化学工业园热电有限公司一期2×55MW机组（3×220t/h锅炉）配置两套烟气脱硫装置，采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，“三炉两塔”布置。#1脱硫装置设计处理2台炉烟气，设置升压风机和GGH，2脱硫装置设计处理1台炉烟气，降低燃煤硫份可处理2台炉烟气达标排放。#2锅炉的烟气可通过两个烟气挡板门灵活切换至#1或#2吸收塔进行脱硫，实现“三炉两塔”运行方式。运行过程中#1脱硫升压风机故障会影响#2锅炉、#2锅炉引风机安全运行，增大烟道阻力，GGH堵塞风险增大。本文结合公司运行中发生的升压风机故障，通过分析，在做好充分事故预想和措施的情况下进行试验从而有效的降低风机故障影响。
#1脱硫升压风机型号：RAF28-15-1，上海鼓风机厂生产的动叶可调轴流式风机，风机内径：φ2818，叶轮直径φ1496，1级叶轮，叶型16NA16，叶片数16，叶片材料15MnV，叶片和叶柄螺栓连接，叶片调节范围：450；液压缸编号：GJ-05-260，液压缸径和行程：φ336/100MET。风机机壳内径和叶片外径间的间隙（叶片在关闭位置）：4.2＋1.4，风机转向：从电机轴伸端看电机转向为顺时针旋转，风机转向为逆时针，风机转速为985 r/min。
2、升压风机工作原理
液压缸原理如上图所示：需要减小动叶开度降低风机流量时，电动头驱动控制盘7逆时针旋转，带动滑块12向右移动。此时液压缸2只随叶轮做旋转运动，定位轴1与之相连的双面齿条8静止不动。于是大齿轮10只能以A为支点，推动与之啮合的单面小齿条13往右移动。压力油口与蓝色油道相通，红色油道与回油口接通，压力油从蓝色油道不断进入活塞3右侧的液压油缸内，使液压油缸不断向右移动。活塞左侧液压油缸内的工作油从红色油道通过回油孔返回油箱。液压油缸与叶轮上的每个动叶片的调节杆相连，当液压油缸向右移动时，动叶片的角度减小。当液压缸向右移动时，定位轴1被带动同时向右移动。但由于滑块12不动，所以齿轮以B为支点，单面小齿条13向左移动。这样又使伺服阀6将蓝色油道与红色油道的油孔关闭，液压油缸随之处在新的平衡位置不再移动。而动叶亦在关小的状态小工作，这就是反馈过程。在反馈时齿轮带动指示轴旋转，将动叶片关小的角度显示出来。
同样相反，需要增大动叶角度时，电动头驱动控制盘顺时针旋转，带动滑块向左移动。此时由于液压缸只随叶轮做旋转运动，定位轴与之相连的双面齿条静止不动。于是大齿轮只能以A为支点，推动与之啮合的单面小齿条往左移动，使得伺服阀动作使压力油口与红色油道接通，蓝色油道与回油口接通，压力油从红色油道不断进入活塞左侧的液压油缸内，使液压油缸不断向左移动，同时活塞右侧液压油缸内的工作油从蓝色油道通过回油孔返回油箱。当液压油缸向左移动时，带动推力盘的调节杆，动叶片的角度增大。当液压缸向左移动时，定位轴也同时向左移动。但由于滑块不动，所以齿轮以B为支点，单面小齿条向右移动。于是伺服阀又将蓝色油道与红色油道的油孔关闭，液压油缸随之处在新的平衡位置不再移动，而动叶亦在新的角度下稳定工作。
3、故障情况
一期脱硫运行监盘发现#1升压风机进口压力波动大（-1.5kpa—+1.5kpa），手动微调整升压风机导叶开度时，进口压力波动剧烈无法稳定。随即联系检修就地检查，发现升压风机油站油箱油位高，且发现油箱中含有大量的水，初步判断冷油器泄漏，升压风机停运。当即利旧改造二期脱硫已拆除的升压风机油站冷油器，更换升压风机油站油箱油，#1升压风机油站投入使用。
将#2炉原烟气切至#2塔，动叶缓慢由95%关至92%时#1炉炉膛负压波动大（+240Pa至—600Pa），升压风机前原烟气压力由1.4kPa上升至3.29kPa，缓慢开启动叶至95%，各部压力无变化。就地再次缓慢开启动叶，#1炉炉膛负压大幅波动（—700Pa），升压风机前压力下降至1.4kPa。
图1：#2炉烟气切换，调整升压风机动叶，导叶开度反馈与进口压力开始出现不跟随
图2：调整升压风机动叶，升压风机前压力波动大，液压油泵电流调整时不正常降低
图3：停运升压风机，逻辑保护动作，导叶反馈至全开
4、定性分析
1、停运#1升压风机，油箱中放出大量的水，经过检查确认为冷油器泄露。
正常运行状态下，润滑油压为0.5—0.6MPa，水压为0.4—0.5MPa，冷油器泄露通常导致油箱油位降低。但是在调节动叶的时候，尤其是减小叶片角度的时候，需要克服更大的阻力，液压油调节的油压及油量会增加，会出现短时润滑油压降低、流量减少的现象。此时由于冷油器泄露，水会泄露至油箱，导致油箱中含有大量的水。
2、液压调节装置失灵，调整升压风机动叶，升压风机前压力波动大
由于冷油器泄漏，且当天因#2炉烟气切换频繁，动叶调整频繁，导致油箱中进入大量的水，此时，油水混合物会从伺服阀进入液压缸中，油水混合物的进入会导致缸体前后腔会有连接，液压缸推力不够，内泄露大，液压缸不能正常推动推力盘进而带动叶柄调节杆运动来调节升压风机导叶，依据目前情况可以判断叶片角度与执行机构及就地刻度指示已经不一致。
3、升压风机事故停运，逻辑保护动作。
升压风机事故跳闸，逻辑保护动作，导叶全开，就地刻度指针指示最大值，电动执行机构限位也已到了100%，而因为液压缸中进水故障，导致并未到其行程全开位，而是维持风机在事故停运状态下的叶片角度或者稍大一些。可能在逻辑保护动作的一刹那导致液压缸硬拉定位轴，致使与之相连的双面齿条里的小轴承损坏，或者是定位轴与双面齿条固定的螺栓损坏，致使反馈系统无法正常工作。
4、冷油器更换完毕，缓慢关小动叶，升压风机前压力波动大。
#1升压风机油站冷油器检修更换完毕，液压油压力正常，油箱油质、油位正常，润滑油回油正常。就地动叶缓慢由95%关至92%时，升压风机前原烟气压力由1.4kPa上升至3.29kPa，说明电动头可驱动控制盘旋转，进而带动滑块移动，继而使伺服阀动作控制进回油，使得液压缸移动推动叶片角度改变。减小导叶角度时，就地刻度指针角度轻微减小，说明双面齿条也是稍微能够带动指示齿轮旋转，进而说明液压缸能带动定位轴及位置反馈杆动作。
5、试验方案
当前#1升压风机故障停运，且判断导叶开度过小，风道阻力过大，#2炉烟气不能大量切至#1塔运行，#2塔排口也存在环保数据超标风险，故需采取方案尽量将升压风机导叶角度开大。经定性分析采取如下方法试验：
1）首先液压缸中进水，需将液压缸中油水混合物排出
因当时油箱中进入大量的水，所以活塞左右侧的液压油缸内可能存有油水混合物，而有水会导致活塞密封起不了效果。所以需先做个试验，把油站连接液压缸回油管的接头松开，拿油桶接住，打油循环，同时叶片角度3-5度来回走动，一直让回油出来的时候是油而不是油水混合物，尽量将液压缸中水排尽。
2）冷油器更换完毕，DCS输入一个指令，小角度关闭导叶，就地刻度指示动作，升压风机动叶动作，且稳定在一个角度。液压缸反馈系统可能是正常的也有可能反馈系统的双面齿条的小轴承或者定位轴与双面齿条的的固定螺栓松脱，仅仅是依靠刚性连接的一点摩擦力来带动，故不能进行明确判断。
3）由于执行机构已到了其限位100%，故不能继续手摇执行机构继续开。但实际由于液压缸出现故障并未到其行程最左端限位，同样叶片角度也未到全开位。如果想继续增大动叶角度，必须脱开电动执行机构，放开其限位，将其回调至1—2个孔的角度，在此之前需先制作卡具固定住液压缸控制盘的控制轴，防止其误动作导致升压风机动叶全关从而导致#1炉停炉的事故。将电动执行机构限位回调1—2个孔的角度后，再将其电动执行机构与控制轴相连接，通知一期脱硫控制室#2炉原烟气全部切至#2塔运行，一期脱硫控制室与一期集控室做好联系，告知将进行升压风机动叶调节，注意炉膛压力监视，及时调整风门挡板，调整燃烧。然后再缓慢手摇电动头，开大升压风机动叶角度，及时监盘，做好调整。
6、总结
通过本次事件分析，我们了解到升压风机润滑油站冷油器泄露也有可能会导致液压缸调节装置故障。这就要求我们从设备维护管理、运行管理上加强对设备构造及工作原理的了解，及时准确根据参数的变化查找判断设备故障原因，第一时间进行就地检查确认。其次需加强风机检修过程的质量监督，现场检修严格按照检修工艺标准执行，对于液压调节系统内的密封件及轴承等易损件采取定期轮换，返厂检修的液压调节装置增加现场签证验收，确保液压缸返修质量。通过本次试验在不停炉的情况下将已发生液压缸故障的升压风机导叶继续开大，从而减小烟道阻力，方便母管炉烟气量调节，确保环保排口不超标，从而有效的降低安全环保隐患，同时在不停炉状况下的试验，要求技术人员对设备构造、原理、以及参数分析定性准确，切实做好设备管理工作。
参考文献：
[1] 上海鼓风机厂，RAF28-15-1型动叶可调轴流式风机安装维护运行说明
作者简介：
徐昊 江苏华润南京化学工业园热电有限公司技术支持部除灰脱硫工程师
论文作者:徐昊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：风机论文; 液压缸论文; 烟气论文; 叶片论文; 齿条论文; 角度论文; 油箱论文; 《电力设备》2018年第33期论文;