一次风机动叶开度突降原因分析及处理

王泽方

（深能合和电力（河源）有限公司，广东河源 517000）

某电厂二期3#、4#机新建百万二次再热锅炉每台配有两台豪顿华工程有限公司生产的ANT-2030/1400F 型动叶可调轴流一次风机，风机负荷是由电厂的控制系统基于锅炉的负荷来控制的，来自控制系统的调节信号传送到安装于风机外的电动执行器上，电动执行器将调节信号转化为扩散器外调节臂的机械运动，通过推拉杆来操纵旋转油封阀壳作轴向前后移动，使压力油通过阀芯油道分别进入油缸的后腔或前腔，使活塞随同控制阀实现方向和行程相同的位移（略滞后），把调节力矩通过导轴传递给调节盘，执行动叶的开大与关小。动叶调节机构结构主要由机械部分和液压部分组成，机械部分包括电动执行器、调节臂、拉叉及轮毂内部叶片转动机构。液压部分主要包括旋转油封、调节阀芯和液压缸体。旋转油封是由高速旋转的轴心和固定不动的壳体在滚动轴承的支撑下组成，将高压油、回油和润滑油引出或引入高速旋转的缸体。一次风机主要技术参数见表1。

表1 一次风机主要技术参数

2022 年3 月8 日23：14 加负荷过程中（850 MW 升至900 MW），3A 一次风机动叶开度从63%降至14%（控制指令为63%），电流由119 A 降至56 A。一次风母管压力由11.3 kPa降至6.8 kPa，3B～3F 磨煤机一次风量均有下降（3B 磨一次风量最低降至111 t/h）。14 s 后3A 一次风机动叶开度开始升至指令值，各参数恢复正常，期间3B 一次风机动作正常。就地检查3A一次风机动叶调节机构完好且牢固，动作正常。3 月9 日5：20～6：55，3A 一次风机动叶开度又跳变6 次，其中最后一次连续波动2 次，3A 一次风机动叶开度最低关至3.4%，一次风母管压力最低降至6.1 kPa，3B 磨一次风量最低降至105 t/h。3A 一次风机动叶开度波动总共7 次，期间尝试将3A 液压油站液压油温由24 ℃升至32 ℃，切换液压油泵、保持双泵液压油泵运行，均无效果。

动叶可调轴流风机的调节机构故障率较高，当风机动叶发生调节故障时，应首先检查接线及控制系统是否正常，若无问题，再查看调节臂是否松脱，若未脱落，应观察动作时拉杆是否动作，如果拉杆动作，则可判断故障是由于机械部分松动（包括电动执行器），导致调节力无法传输给旋转油封，此时应检查传动轴外部的顶丝、调节轴与拉叉连接处的顶丝以及拉叉与旋转油封的连接是否松动。故障发生时，若调节臂脱落，应观察油压及流量是否正常，如果压力偏高及流量偏低，则可以判断调节机构液压系统故障，此时应检查旋转油封、液压缸及垫片及轮毂内动叶调节盘的相关部件，若油压及流量正常，则可判断为调节机构机械故障，此时应检查调节轴轴承及拉叉连接处是否有卡涩或损坏。在调节风机动叶时，如果液压缸动作速度明显滞后于伺服电机速度，且液压压力较低，应重新整定溢流阀压力。若叶片开度不受控制，需检查旋转油封与拉叉的连接部分以及调节轴的摩擦面是否正常。

查阅DCS 运行历史曲线，初步判断故障范围为指令线、AO模件、电动执行器。确定先易后难的工作思路，即：先紧固接线端子，再查指令线，然后查AO 模件，最后查电动执行器，处理过程见表2。

表2 处理过程

整体更换电动执行器后，3A 一次风机动叶波动故障消失，可以判断导致动叶波动的原因为电动执行器。对电动执行器进行检查：①使用信号发生器测试，执行器空载时运行正常，反馈正常，模拟加负载时，执行器可以正常运作；
②模拟负载增加后，发现执行器不能保持，出现曲柄振荡现象；
③拆解电机后，可见黑色粉末，疑似自锁模块（SLM）的摩擦片粉尘。

自锁模块安装在电机前段，连接电机与齿轮系（图1）。自锁模块的主要功能是在电机断电时，锁住齿轮系保位。当电机接通电源后，自锁模块释放并允许电机驱动传动装置。执行机构的过载或失速将加速自锁模块磨损。磨损表现为：当电机断电时，执行机构无法保持位置，这可能导致持续的开关振荡。

图1 自锁模块（SLM）

5.1 自锁模块磨损原因分析

（1）因执行器设计具有高精度的调节能力，指令信号电缆、反馈信号电缆与电动执行器电缆在一根镀锌管内会导致指令信号干扰，造成执行器频繁动作，进而加速电机部位的自锁模块的磨损。

（2）风机的油路阻力变大及动叶连接机械部件存在卡涩时，会导致按照设计标准提供的执行器扭矩负荷加大，加速自锁模块的磨损。

5.2 处理措施

采取以下措施：①分离信号线与电源线；
②增加对油站油路压力的监测，减少风机调节时的油路阻力；
③建议停机时检查动叶的机械连接部分，是否有卡涩迹象；
④如果后续还有问题出现，建议更换大型号的电机及SLM 模块。

通过对3A 一次风机动叶开度突降的原因排查，确定为电动执行器故障导致，更换电动执行器后，一次风机运行正常。进一步对电动执行器进行解体检查，找到电动执行器故障原因为自锁模块失效，分析可能导致自锁模块失效的原因，对现场进行检查整改，以避免故障再次发生。

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