电厂引风机故障预警探讨

徐勇

摘  要：电厂风机在复杂多变的环境下运行，会出现多种故障类型，倘若发生故障就需要停机维修，则会降低了电厂的经济效益。因此，需要对电厂风机设备进行监测，根据现场数据偏离正常值的程度，对风机采取不同的措施，避免发生故障需要停机的现象，尽可能减小电厂的经济损失。下面本文就电厂引风机故障预警进行简要探讨。

关键词：电厂;引风机;故障预警

1项目概况

某电厂机组设计容量为650MW，采用由上海锅炉厂制造的超临界、螺旋管圈直流锅炉，为单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢悬吊П型结构的SG1913/25.4-M966燃煤锅炉。机组配备动叶可调一次风机、送风机、引风机各两台，炉膛压力保护定值为±2500Pa触发MFT。送风机本体由上海鼓风机厂有限公司生产，型号为FAF26.6-13.3-1，液压动叶可调轴流送风机转速991r/min，送风机电机型号YKK630-6，额定功率1250kW，额定电压6kV，额定电流146.7A，转速985r/min。

2事故经过

机组负荷420MW，A、B、C、D、E磨煤机运行，送风机、引风机、一次风机投自动模式运行。A送风机开度38%，电流59A，B送风机开度30%，电流59A，炉膛负压-113Pa，炉膛总风量1615t。炉膛负压从-113Pa突降至-1400Pa，总风量从1615t降至1356t，送风机、引风机自动控制退出，初步判断送风机存在故障，但无法确认哪台送风机出现故障。检查发现A送风机从59A降至55A，动叶开度未发生改变，B送风机电流未发生改变，动叶开度未发生变化，将A送风机开度从38%调整至45%，电流维持在56A，总风量未发生明显增大，继续开大A送风机动叶开度至50%，A送风机电流从56A上升至59A，B送风机开度从30%开至32%，B送风机电流开始维持60A未变，其间总风量从1364t持续下降至1321t，无法判断哪台送风机出现故障，之后总风量迅速从1321t上升至1744t，炉膛负压从-480Pa突增至2330Pa，进一步确认为送风机出现故障。A送风机开度从35%关至25%，总风量一直上升至最高2123t，同时发现B送风机电流由60A迅速上升至206A（额定电流146A），怀疑B送风机动叶调节系统存在故障，将B送风机动叶开度从35%关小至31%，总风量从最高点2123t开始下降，继续关小B送风机动叶开度至22%，总风量下降至1630t，负压最低至-2300Pa。调整A、B引风机动叶开度，维持负压相对稳定，B送风机动叶开度稳定在22%，电流60A，进一步确认B送风机调节系统存在故障，增加A送风机动叶开度从24%开至45%，电流从54 A上升至57 A，总风量从1143 t上升至1280t，观察无异常后将A送风机动叶开度从45%继续增开至52%，炉膛负压从-1000Pa上升至-390Pa，总风量从1280t增至1400t，A送风机电流从58A升至61A，B送风机动叶开度维持在22%，其间B送风机电流无明显变化。当时各种故障现象交缠在一起，且存在干扰因素，导致运行人员无法第一时间确认具体故障，只能在短时间内根据现象变化逐个排除故障点，事故处理时因炉膛负压已无限接近保护定值，运行人员操作时心态极其紧张，整个过程虽然短暂，但是现场每个人却感觉很漫长，不能第一时间确定具体故障，操作须小心谨慎，时刻注意各个参数的变化，根据参数变化来综合分析，有针对性地处理问题，避免眉毛胡子一把抓。

3引风机故障预警

3.1引风机建模变量的选取

根据电厂辅机运行规程及电厂风机故障维修单进行分析，筛选出引风机发生故障时数据变化明显的测点。

3.2记忆矩阵的构建

在这24个测点参数的历史数据中要选择出满足引风机所有正常工况下的观测向量，由模型去分析和学习这些观测向量。对每个测点参数由小到大进行等间距划分，选择无限接近分割线值的测点参数作为典型观测向量。流程图如图1所示。

图1中，U和V为常数，S为分割线值，Δ代表的是步数Q对应的步长，XK（V）为测点参数，δ为趋于零的正数，M代表的是正常工况下的观测向量总数，Q代表的是测点参数XK（V）由小到大等间距划分的步数。在电厂采集到的这24个测点正常历史数据中去除明显异常的数据，由剩余数据构成记忆矩阵。由于测点的量级和单位不同，需将剩余的正常历史数据进行归一化处理，使输入到模型的数据方便进行计算。

3.3仿真的实现

电厂引风机A在2019年9月12日18：30出現故障停机现象，在发生故障前引风机运行无异常。为了验证本文提出的方法是否可以实现引风机的故障预警，从电厂的SIS系统中导出2019年8月24日04：00至2019年9月11日22：00期间的2700组历史正常数据构成记忆矩阵D，选取2019年9月12日01：50至18：30的100组历史数据组成观测向量集。由MSET模型运算得出估计值，对观测向量和估计向量两者进行运算，得到残差和偏离度。

4应对措施

⑴提高检修工艺水平，确保液压缸的装配质量，防止控制头内部反馈杆功能失效。⑵确保控制头和机壳连接牢固，避免控制头摆动。⑶选择质量合格的反馈轴承，并保证润滑良好。⑷全面梳理各轴流风机液压缸的使用年限，对修复后的液压缸进行寿命评估，严密监视控制泄漏油、回油量变化，对可靠性差的液压缸进行更换。⑸采用优质油源，严格执行油质化验，及时滤油，更换油站滤网。⑹利用叶片角度盘校正两侧送风机、一次风机动叶角度，确保动叶开度一致性，控制风机电流偏差，减少出力不平衡现象。⑺加强设备备品配件验收工作，保证备品质量。⑻运行人员发现动叶开、关操作存在卡涩现象时要及时处理。⑼运行人员发现总风量意外变化并伴随炉膛负压剧烈波动时，优先保证炉膛负压，防止MFT保护动作，再调整送风机出力，防止锅炉长时间缺氧运行。⑽提高设备自动投入率，重要设备投入自动控制，发现自动退出及时分析。⑾送风机动叶出现故障时，不得关闭捞渣机关断门，破坏水封等。事后观察到捞渣机有水溢出，所以水封对负压波动有一定的缓冲作用。

结语

综上所述，在电厂日常生产中，相关人员要做好风机运维工作，通过预警数据分析及时发现风机异常，并采取相应措施，在机组检修中要定期更换易损部件，从而提高机组运行可靠性。

参考文献

[1] 吴新忠，陈炳光，牛洪海，等.基于EEMD和SVM风机故障诊断的研究[J].煤炭技术，2017，36（04）：252-254.

[2] 李俊卿，王焕仲，季刚，等.基于大数据分析的风机轴承故障预警[J].智慧电力，2020，48（02）：125-130.

[3] 韩万里，茅大钧，印琪民.基于PCA和多元状态估计的引风机故障预警[J].热能动力工程，2020，35（01）：191-197.

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