引增合一后引风机振动波动大的分析与对策

卢宾文，朱道华，张晓东

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234000)

0 引言

某发电公司2台630 MW超临界火电机组于2016年进行了烟气超低排放改造，但改造后锅炉烟气系统的阻力增加，引风机和增压风机系统出现出力不足的现象，需要对引风机进行增容。由于增压风机的设置，现有吸收塔入口烟道阻力损失较大，故考虑取消增压风机，同时对烟道系统进行优化，以降低系统阻力，减少风机电耗，降低煤耗。因此，该发电公司在超低排放改造中同步实施了引增合一改造，拆除了原有增压风机及引风机，并将原有静叶可调引风机更换为功率更大的动叶可调型风机(型号为HU26650-222G)。

1 A引风机改造后振动波动现象

1号炉A引风机自超低排放引增合一改造后，风机轴承箱水平、垂直方向原始振动幅值在0.4—0.5 mm，达到优良水平。但在夜间降负荷过程中振动幅值波动明显，在0.4—0.9 mm间变化。轴向振动为就地采集，在低负荷期间幅值波动较大，在3.3—7.0 mm间变化。

振动幅值波动增大均发生在机组负荷由460 MW降至300 MW过程中，就地检查引风机出口烟道，振动幅值波动增大期间引风机出口烟道内气流扰动声音明显。

2 原因分析

2.1 风机振动频谱采集及分析

采用CX-7振动频谱分析仪对风机振动稳定及振动波动增大期间的频谱进行采集，其轴向、垂直、水平方向振动频谱如图1—3所示。通过频谱分析得知，频谱中轴向、垂直、水平均以1X为主，伴有较小的2X幅值，且水平、垂直幅值较小，因此判断叶轮不平衡不是引起振动增大的主要原因。因轴向振动偏大，故判断引起轴向1X振动的主要原因为电动机磁力中心和电动机-风机联轴器中心存在偏差，推断引风机振动波动增大并非由A引风机自身制造或安装原因引起的。

图1 轴向振动频谱

2.2 引风机出口烟道设计分析

引增合一改造对引风机进行换型后，引风机出口烟道水平段由原来的混凝土烟道改为钢制烟道。引风机出口烟道原结构设计如图4所示，分析图4发现，风机出口烟道设计存在竖直冲顶、直角翻转、径直对冲、紊流汇转等不合理情况，判断引风机在低负荷时烟气流量偏小，烟气在烟道中容易形成涡流，引起A引风机振动波动增大。

图2 垂直方向振动频谱

图3 水平方向振动频谱

图4 引风机出口烟道示意

综合以上分析可知，A引风机出口烟道设计不合理，低负荷时引风机出口烟道内烟气扰动而形成涡流，导致风机振动波动增大。A引风机轴向振动原始值偏大，正常运行时幅值为3.0—3.5 mm；电动机在空试时轴向振动为2.7 μm；风机的磁力中心预拉量偏大1.5 mm等不良因素叠加造成该风机抗干扰能力差，是造成风机轴向振动超标的次要原因。

3 改造方案的制定

(1) 对引风机出口烟道内流场进行模拟实验，在出口烟道内加装导流板，优化引风机出口烟道内流场，减少引风机出口烟气涡流现象，从而消除引风机振动幅值波动。

(2) 空试电动机，测量电动机磁力中心线;更换引风机调整垫，保证磁力中心线在标准范围内;同时对电动机-风机联轴器中心偏差进行复查，确保风机联轴器中心偏差在标准范围内(电动机侧联轴器电动机侧应上张口0.26±0.02 mm，风机侧应下张口0.26±0.02 mm)。

4 改造方案的实施

2017-05-01，机组调停备用期间，在A，B引风机出口烟道内加装了3组导流板，第1组加装了2块，第2组、第3组分别加装了3块，如图5所示。对加装导流板前后引风机出口烟道流场进行了模拟实验;加装导流前，引风机出口烟气流较为紊乱，流场分布不均；加装导流板后，改善较为明显。加装导流板前引风机出口挡板门速度不均匀分布系数为8.45 %，改造后引风机出口挡板门速度不均匀分布系数为7.44 %。改造后引风机出口烟道整体压力损失减小；加装导流板前引风机出口烟道整体压力损失为146 Pa，优化后引风机出口烟道整体压力损失为119 Pa。综上所述，加装导流板后引风机出口烟道内流场不均匀度明显降低，流场涡流现象改善较大。

图5 加装导流板的烟道结构

对引风机电动机磁力中心线进行了测量，与理论磁力中心线偏差1.5 mm；测量正在使用的联轴器调整垫厚度为62 mm，更换为厚度63.5 mm的调整垫。同时，对电动机-风机联轴器偏差进行检查调整，电动机侧上张口0.215 mm，风机侧下张口0.24 mm，符合标准要求。

5 改造后的效果

(1) 对导流板加装前后A引风机振动幅值波动现象进行对比，通过DCS查阅改造后A引风机低负荷期间振动情况，A引风机在低负荷期间振动稳定，无明显的振动波动现象，风机运行期间出口烟道气流稳定，无明显扰动声音，改善效果明显。

(2) A引风机轴向振动幅值波动现象改善明显，由修前最大值7.0 mm降低至4.3 mm。

6 结束语

综上所述，该公司引风机振动幅值波动大的主要原因为：引风机出口烟道设计不合理，低负荷期间引风机烟道内部烟气扰动较大，导致引风机出现振动增大。通过在引风机出口烟道内增加导流板，有效地消除了引风机出口烟气涡流现象；同时，测量电动机运行期间的实际磁力中心线，对联轴器调整垫进行了调整，消除了风机运行期间电磁中心不稳的情况，增大了风机抗干扰能力，彻底消除了引增合一改造后A引风机振动幅值波动大的缺陷。总之，旋转设备的振动不仅与设备本身的制造安装有关，还与设备所在的系统有很大关系，在处理旋转设备振动问题时要通过振动频谱、就地检查测量、振动历史曲线记录、系统排查等各种手段进行综合分析，而后根据排查情况进行具体分析，从而提高异常振动诊断及处理的成功率。