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300MW锅炉引风机叶片断裂原因分析及对策
发布时间：2013-09-10 08:08 来源：未知
1、设备概况
某电厂二期工程2×300 MW机组锅炉(3，4号)系B&WB - 1025/17.2 -M型亚临界汽包锅炉，分别于2004年9月、2005年3月投产。锅炉采用正压直吹式制粉系统、 “W”型火焰燃烧方式，设计燃用当地无烟煤，配用的引风机为引进德国技术生产的SAF26,6 - 15 -1型动叶可调轴流式通风机，其设计规范如表l所示。
2、3B引风机损坏情况
2.1 3B引风机损坏经过
2006年1月21日8：27，运行人员感觉到集控室地板震动，响声大，火焰工业电视短时黑屏，炉内发生垮焦，炉膛压力H报警，事故喇叭响。此时发现3号锅炉3B引风机电流在190一85A之间摆动，不久电流至71A，并维持稳定，判断3B引风机失速，立即增大3A引风机出力，同时减弱燃烧，减负荷到210 MW，防止因炉膛压力高而MFI’�；ざ髅鸹穑珼CS画面检查3B引风机轴承温度等正常；
8：30，上述处理过程中，发现3B引风机动叶反馈到-1. 30%，呈坏点显示，且控制油压正常，立即将3B引风机动叶开度指令设定到0．以防止动叶突然开启造成炉内负压扰动大，就地检查3B引风机的运行情况，发现3B引风机声音异常大，在来不及减3B送风机动叶的情况下，立即停运3B引风机，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；⒛拘伎帕；怪频纳镏士帕Ｈ剂稀�
8：35，现场确认3B引风机发生飞车事故。
2.2引风机损坏情况
就地检查发现，动叶调节机构电动头掉落在地上，3B引风机基础裂开，台板翘起，就地动叶开度指示50%。解体后发现导流板变形严重，一片动叶连叶柄整体断落，其余动叶严重变形。缸体局部凸起，内部液压调节油管路松脱。
3、引风机断裂叶片金相分析
3.1宏观检查
引风机断裂叶片柄在螺纹根部发生断裂，叶片一侧断裂后断面被碾磨变形严重，叶柄一侧断面形貌完整，断口断面可见清晰贝纹线区，中间为瞬断区，两边较为平整。
3.2光谱分析、布氏硬度、力学性能试验
叶柄42CrMo材质符合有关标准要求。
3.3金相分析
叶片柄断裂处贝纹线区域金相组织为索氏体，瞬断区域的金相组织为索氏体+铁素体，未发现异常组织。
3.4分析结果
引风机叶片柄断裂的直接原因是振动引起的疲劳破坏。
3.5引风机叶片断裂初步分析
通常造成风机损坏的典型原因是风机进入不稳定工作区运行，此时会出现失速或喘振。结合机组投运以来，B引风机多次发生失速或喘振现象，为此初步判断为该风机长期在不稳定工作区运行造成叶片断裂。
4、引风机失速危害
对风机本身而言，若在失速区域长时间运行，将导致叶片断裂，且叶轮的机械部件也可能损坏。英国HOWDEN VARIAX公司有明确规定：风机在失速区内累积运行时间不能超过15 h，否则要更换叶片。对机组而言，若风机发生失速，造成风机跳闸，将直接联锁单侧通风组停止，机组减负荷，间接地引起炉膛正压或负压超限，锅炉发生MFT，联锁机组跳闸。因此，轴流风机运行中必须防止风机发生失速。
5、引风机失速原因分析(3，4)
3，4号锅炉引风机在运行中均发生过失速现象，为了探讨引风机失速的原因，将引风机失速状杰的运行参数列于表2．
显然．4个工况风机流量均小于MCR工况点的设计值246.19 m3/s，而风机压头均超过TB工况点的设计值4 192 Pa，工况点均已落入不稳定工况区即风机在失速区运行。主要原因是烟气系统的阻力远远超过设计值。上述4个工况的流量分别为211.1，215.8，229.4，223.6 m3/s，如果系统阻力特性符合设计要求，则烟气通过烟气系统产生的阻力应分别为2 248 Pa，2 350 Pa，2 655 Pa，2 523 Pa。而实际上烟气系统阻力已分别达到4 282 Pa，4499 Pa，4 591 Pa，4482 Pa，实测烟气系统阻力分别为设计值的190%，191%，173%，178%。
轴流式风机在失速状态下运行，将对叶片产生一定频率的激振力，使叶片受到交变应力的作用，可能使叶片产生疲劳断裂。
锅炉烟气系统主要由省煤器、空气预热器、电除尘器、烟囱等辅助设备和这些辅助设备之连接烟道组成，烟气系统的阻力也主要是由这些辅助设备及烟道造成的。
在额定负荷300 MW时，锅炉空气预热器和电除尘器段的设计阻力分别为936 Pa和294 Pa，而实测阻力远远大于额定负荷工况下的设计值(表3)。3号锅炉空气预热器、电除尘器阻力远大于4号锅炉，3号锅炉B侧空气预热器进出口差压
2 499 Pa，而设计值974 Pa，超过设计值1525 Pa。3号锅炉引风机失速严重。
由此可见，解决引风机失速，须降低烟气系统的阻力，尤其是降低3号锅炉空气预热器阻力，确保风机的工作点在任何负荷下都不落入失速区边缘或失速区。
6、措施和效果
6.1加强空气预热器吹灰，保持空气预热器波纹板清洁；改进空气预热器吹灰装置。
6.2调整空气预热器的径向、轴向的密封，改造预热器的密封方式，减少空气预热器漏风，降低烟气系统的阻力。
6.3尽量减少不必要的冷风进入炉膛。将备用磨煤机的冷、热风挡板关闭；经常检查烟风道各处有无漏风现象。
6.4保证省煤器、空预器的灰斗排灰顺畅，降低该水平段的飞灰浓度，防止该水平段积灰。
6.5加强锅炉本体吹灰，减少烟道积灰，特别是折焰角处水平烟道部分。停炉后，进入烟道进行人工清灰，以减少烟道阻力。
6.6根据引风机性能曲线，制定出引风机风压、流量和动叶开度之间的制约关系，以动叶开度为主，全压不得大于对应的风压，流量不得小于对应的流量，若任一条件不满足，则发出报警信号，提醒运行人员注意，并及时进行调整。
通过采取以上措施，3号锅炉空气预热器、电除尘器阻力分别为760，195 Pa，4号锅炉空气预热器、电除尘器阻力也在设计值之内。3年多机组运行表明，引风机失速、喘振现象得到有效控制，目前引风机运行正常。
7、结束语
7.1 B引风机叶片断裂事故的直接原因是振动引起的疲劳失效，而引风机长期在失速、喘振不稳定工作区运行是引起叶片振动疲劳破坏的主要原因。
7.2由于该锅炉空气预热器积灰严重，烟气系统阻力比设计值大，烟道管网的阻力特性曲线较为陡峭，它和引风机性能曲线的交点向左偏移，即引风机的工作点向左偏移，进入不稳定工况区，导致引风机失速、喘振。
7.3通过加强锅炉本体和尾部烟道和空气预热器吹灰和放灰，减少烟道积灰，降低烟气系统阻力和减少了烟气系统漏风等措施，可预防引风机失速、喘振发生。
