化工分公司热电厂锅炉引风机故障分析

2023-01-16

一、设备概况

青海盐湖工业股份有限公司化工分公司热电厂锅炉配套引风机采用四川鼓风机责任有限公司生产的离心、单吸、双支撑式风机, 型号为CGXY-48№28F, 每台锅炉安装左右旋引风机各1台, 转速为980rpm, 配套的电动机型号为YKK5604-6, 额定功率:1120KW, 额定电压:10000V, 两者之间通过弹性联轴器连接, 整套机组与室外露天布置。2010年6月, 因供热中心1#炉1#引风机电机在经过检修后整体启动运转时现场检测发现引风机振动过大 (径向振动量为0.056mm) , 超过引风机停车振动值 (停车振动值为0.05mm) , 随后对风机进行了拆检, 针对拆检后发现的问题, 公司设备技术委员会成员以及其他相关技术人员召开了事故分析讨论会, 本次会议本着“四不放过”的原则对分析事故原因、落实相关责任以及修复设备等方面的内容进行了讨论和确定, 详细的纪要如下所示:

二、事故损坏部件情况:

通过对发生事故的锅炉引风机的调查分析发现, 其各个部件的损坏情况主要有如下几处:

1. 叶轮处存在一处缺损;

2. 叶轮的固定螺栓有一根断裂;

3. 叶轮上有两处较为明显的错口裂缝;

4. 通过着色探伤发现叶轮在热影响区有5处冷裂纹;

5. 叶轮防磨堆焊层有较为密集的横向冷裂缝。

原因分析

引起锅炉引风机出现故障的原因有很多, 但是较为常见的故障主要还是由于温度振动、噪声过大、磨损严重等因素造成的。这些故障的频繁发生不但严重影响了机械的使用寿命以及运作性能, 同时也会导致重大事故的发生, 因此积极采取有效手段对发生事故的原因进行分析, 具有十分重要的意义, 在本次事故中通过对事故发生情况的调查分析发现, 锅炉引风机出现故障主要有以下几点原因:

1.根据着色探伤发现裂纹的情况, 分析得知叶轮在焊接之后仍然存在过大的残余应力, 这致使母材受拉, 从而在热影响区产生冷裂纹。

2.这批锅炉引风机, 从厂家提供的图纸示意图上来看, 叶轮与轮毂之间的固定方式是铆钉连接, 但是我厂收到的实物却是螺栓连接, 因为固定螺栓和与其相配合的内螺纹之间出现了间隙, 从而导致其在运转过程中不能很好的保证叶轮与轮毂的同轴度, 再加上长时间运转以及微量振动的影响最终导致叶轮发生重心偏移, 进一步加剧了叶轮的震动, 振动的加大致使重心发生更大的偏移, 进而使振动更大, 在这种恶性循环的发展方式下, 叶轮上原本细微短小的冷裂纹逐渐被不断放大, 最终导致叶轮出现了大的错口裂缝, 而裂缝在离心力、振动、介质阻力等多重因素影响下曲向发展, 使叶轮母材局部脱落, 出现缺损状况, 同时叶轮固定螺栓也在长期的过量振动下出现金属疲劳, 发生断裂。

3.通过对整个锅炉引风机的检查发现:风机配套的轴承安装不合格。正常来讲引风机轴承与压盖之间的实际间隙范围应该不足0.1mm, 但是在事故风机上却发现轴承与压盖有0.3mm的间隙, 没有过盈量, 轴承压盖不能很好的牢固轴承, 从而促进了叶轮振动。

4.出现事故引风机的配套电机风扇与电机轴配合间隙过大 (最大有0.11mm间隙) , 且只用单个螺栓进行固定, 这不但不能保证风扇与轴的同心度, 同时也会诱发电机振动 (电机非轴伸端径向振动值为0.114mm, 轴伸端径向振动值为0.096mm) , 当振动值超过电机振动的上限临界值时 (径向振动值上限为0.1mm) , 就会对风机叶轮造成不利影响。

5.在出现事故的风机的调查分析中发现:事故风机上用于座紧固叶轮轴承的双头螺栓拧入端过浅, 从而导致轴承压盖固定的不稳定。

6.通过调查发现, 该风机生产厂家并没有对我方提供完整资料。根据机械行业标准 (JB/T 4358-1999) 风机随机资料缺少材料合格证明、材料力学性能试验证明、无损探伤检查证明、运转试验证明、超速试验证明以及动平衡试验证明;

7. 通过检查发现:风机应力消除不彻底, 也就是说该风机在出厂时并没有经过严格检查 (探伤不彻底) 。

8. 经过检查发现:事故风机的轮盘与叶轮孔并不是配钻而成, 叶轮孔内不单表面粗糙而且孔径大, 销钉螺栓不能有效定位、联结, 从而致使叶轮与轮盘间在启动时或者是烟气流量不稳时会产生交变应力。

三、事故结论

引风机轴承箱加工尺寸不合适, 不能压紧轴承, 运转过程中造成转子振动, 而同时因为风机叶轮残余应力消除不彻底, 在振动中叶轮冷裂纹被不断放大, 最终导致叶轮出现大的错口裂缝, 而裂缝在离心力、振动、介质阻力等多重因素影响下曲向发展, 使叶轮母材局部脱落, 出现缺损状况, 同时叶轮固定螺栓也在长期的过量振动下出现金属疲劳, 发生断裂。