动叶可调送风机的调整过程及其常见故障分析

动叶可调送风机的调整

过程及其常见故障分析

王耀辉岳葆新郭新昱

（华能杨柳青热电有限公司天津 300380）

[摘要] 动叶可调送风机在运行中靠改变叶片角度调节风机性能和出力，其操作方便，节能效果好，且价格适中，因此在大型火力发电厂中得到了广泛的应用。但其核心机构均为动调执行机构，结构精密，对装调及维护均有较高要求。基于此目的，本文从介绍该机构的工作原理和调整过程入手，分析了运行中易出现的故障并提出解决方法，希望能对我厂风机的运行和维护提供帮助。

[关键词] 动调送风机；液压缸；错油阀；反馈杆；运行；维护；故障

动调风机系旋转过程中能够调节风机叶片角度的一类风机。这类风机以改变风机叶片角度作为改变风机性能和出力的手段，达到节能降耗的目的。因为动调与其它调节方式（静调、耦合器调节以及变频调节等）相比具有节能效果好、价格适中、操作方便等优点，在300MW火力发电厂中得到了广泛应用,尤其在大流量、小压头的吸、送风机中应用更为普遍。

我厂已经投产的＃5、6号机组送风机均为上海鼓风机厂根据德国TLT公司技术生产的动叶可调轴流式送风机。通常送风机容量不同，动调结构略有差别，但其核心技术均为动调执行机构。由于此动调技术源于航空工业，属于精密技术，因而对动调部分的安装与维护提出较高的要求。

1 工作原理

1.1 我厂动调送风机参数

型号：FAF20-10.6-1

流量：138.1m3/s

风压：4617Pa（最大工况6618Pa）

风机功率：741KW(最大工况1656KW)

风机转速：1480rpm

生产厂家：上海鼓风机厂

1.2 动调送风机的动叶调节系统与工作原理

动叶调节机构由一套装在转子叶片内部的调节元件和一套单独的液压调节油的中心操作台组成。TLT型轴流风机动叶调节机构的结构大多相似，其工作原理是通过伺服机构操纵，使液压油缸调节阀和切口通道发生变化，使一个固定的差动活塞两个侧面的油量油压发生变化，从而推动液压缸缸体轴向移动，带动与液压油缸缸体相连接的转子叶片内部的调节元件，使叶片角度产生变化。当外部调节臂和调节阀处在一个给定的位置上时，液压缸移动到差动活塞的两个侧面上液压油作用力相等，液压缸将自动处于没有摆动的平衡状态。这时动叶片的角度就不再变化。

液压调节机构可分为两部分。一为动调头(液压调节控制头)，它不随轴转动；另一部分是液压缸及活塞，它们与叶轮一起旋转，但活塞不能轴向位移。叶片装在叶柄的外端，每个叶片用6个螺栓固定在叶柄上，叶柄由叶柄轴承支撑，平衡块与叶片成一规定角度装设，二者位移量不同，平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转中成为可调。

1.2.1 动叶液压调节机构的工作原理由图1所示大致如下：

①首先发出指令，调节执行器启动，执行器带动控制轴。当信号从控制轴输入要求“+”向位移时，控制头左移，压力油管对准活塞左侧的油口进入活塞左侧，使活塞左侧的压力升高，由于活塞不能轴向位移，则使液压缸向左移动，带动调节连杆偏移，使动叶“+”向位移（即动叶开启）。此时活塞右侧的油被压缩，活塞右侧的油沿回油管返回到油箱中，当动叶达到调节所需的位置时，在两侧油压的作用下，错油阀的油孔被堵住，处于保持状态。动调头（控制头）上的指示轴将调节的位置及时反馈回来。

②当信号输入要求叶片“-”向移动时，控制头右移，压力油管对准活塞右侧的油口进入活塞右侧，使活塞右侧的压力升高，使液压缸右移，整个过程正好与上述“1”过程相反。

图1 叶片液压调节示意图

l－叶柄；2－平衡块；3－叶柄轴承；4－叶片；5－调节连杆；6－活塞；7－液压缸；

8－输入油；9－控制头（动调头）；10－分配器；11－反馈杆；12－控制轴；

13－指示轴；14－叶片调节正终端；15－错油阀

由上述的工作原理可知，动调风机除了具有通过2根油管实现调整叶片角度的功能外，还应具有将风机叶片保持在任意角度的功能。当然这一功能的实现与错油阀的结构与工作机理是分不开的。

1.2.2 错油阀的工作过程：

错油阀结构见图2。当错油阀阀芯在伺服电机的带动下向右移动一段距离后，高压油经错油阀左侧进入，通过进油口“1”进入液压缸内侧，液压缸外侧回油经进油口“2”通过阀芯两侧密封面之间通道，经回油口回到油站。液压缸两侧控制油的一进一出，保持油压和位移的相对平衡。使得风机叶柄在液压缸的带动下向内做旋转运动，从而带动叶片向开的方向转动，以达到调节风机出力的目的。与此同时，当液压缸带动叶柄连杆向内移动时，液压缸带动反馈杆连动拨叉，通过杠杆原理改变错油

阀外套的运动方向，带动错油阀外套向右移动，从而使两个密封凸起堵住两个进油口，使液压缸两侧油压维持平衡，风机叶片保持在一个稳定的位置。

反之，当错油阀阀芯在伺服电机的带动下向左移动一段距离后，高压油经阀芯内通道，通过进油口“2”进入液压油缸外侧，液压缸内侧回油经进油口“1”通过阀芯两密封面之间通道，经回油口回到油站。液压缸两侧控制油的一进一出，保持了油压和位移的相对平衡，使得风机叶柄在液压缸的带动下向外做旋转运动，从而带动叶片向关的方向转动，以达到减小风机出力的目的。同样，反馈杆带动错油阀外套封住两个进油口，将风机叶片保持在一个固定的位置，这样就完成了整个调整过程。

由此看来，在整个调整过程中，错油阀的阀芯和阀套的密封间隙很重要，生产和安装工艺上一定要保证阀芯和阀套之间严密不漏。一般而言，阀芯和阀套的配合间隙一定要小于8μm，否则起不到密封作用，会使高压油泄漏量较大，不能达到调节叶片所需的油压，也就不能调节叶片的角度。

当然，除了由错油阀来调整叶片的角度外，机械强制限位也是非常重要的限制手段。应该说，动调风机通过动调头的精密调整和强制机械限位共同实现了动调风机的精确调整。

外套

图2 错油阀结构图

2 常见故障分析

2.1 油粘度不稳定或粘度低

油的密封性和油的运动粘度密切相关，而油的温度又是影响其粘度的重要因素，油的温度不稳定不仅直接影响油的粘度不稳定，同时还影响橡胶密封圈的寿命，也就影响了密封圈的密封效果。

为了保持油温的相对稳定，我厂送风机油站的油系统中设置了油温自动调节装置。该装置的正确运行，能够将油温保持在30～40℃之间，即当油温小于30℃时，电加热系统自动投入运行，经过表面式冷却器的油量减少，使润滑油温提高；当油温大于40℃时，电加热系统断路，经过冷油器的油量增多，使润滑油温降低。在生产实践中，由于温度自动调节器的可靠性差，加热量、冷却水量设计不准等原因，大大影响了油温的稳定性。因而，应从确保风机稳定运行的角度去充分认识油温自动调节装置的重要性，力争保证其正常运行。夏季冷却水温度过高，冷却效果不好时，我厂也常采用对冷却器外加大功率风扇的方法冷却，效果不错。

保持油温的相对稳定是为了保持油的粘度相对稳定。油的粘度是保证油系统正常控制和润滑的重要因素。如果油的粘度不合适，不仅漏油量大，还会影响到油系统调节的稳定性。推荐使用设计牌号为N46（即油温在40℃时，其运动粘度的平均值为46mm2/s）的精密机床液压油或汽轮机油。实践证明

在北方地区的夏季更有必要使用牌号较高的控制油。

2.2 油压问题

油压高低直接影响送风机油系统的密封性能。一般而言，送风机控制油压应维持在2.5～3.5MPa 范围内，否则不能满足风机叶片调整的需要。而润滑油支路的油压设计要求为0.4～0.6Mpa，实践证明润滑油压降至0.35Mpa更适合于风机的运行，既不影响轴承的润滑与冷却，又减少了润滑油的泄漏。

2.3 轴承箱骨架油封质量问题

轴承箱的骨架密封有两种结构，一种为金属骨架两侧均包有橡胶，一种是外部为金属骨架，内部为橡胶结构；这两种密封结构各有利弊，第一种骨架密封对于金属骨架的加工精度要求不高，金属骨架两侧均有密封橡胶，密封效果较好，但由于密封橡胶的耐油性差，容易老化，骨架密封的外侧橡胶经常发生龟裂，弹性补偿性能逐渐减小，影响了骨架密封的耐用性和密封效果。第二种骨架密封，由于外侧金属骨架加工精度较高，能够保证骨架密封外圈的密封间隙，又不会发生龟裂。实践证明这种骨架密封的使用效果较好且寿命长。目前我厂所有动调风机轴承箱的骨架密封均采用第二种，效果良好。

2.4 油管路接错问题

从以上动调风机的工作过程来看，要保证动调机构的循环往复运行，必须让动调头靠风机转子侧接入高压油，外侧接回油，如果两个油管路接反，就会发生错油阀阀芯与反馈杆带动的错油阀外套运动方向相反的情况，错油阀外套就不能将进油口封住，从而就不能将风机叶片保持在任意角度上，风机叶片只能向全开全关方向运动，风机就不能正常工作，严重时还会损坏动调头。因此必须搞清动调头的工作过程，以免把油管接错。

2.5 动调头的安装与调试问题

动调头的安装与调试是保证动调机构正常运行的关键因素之一。动调头安装不好，不仅容易引起动调头振动损坏，还容易引起动调头调节失灵，因而应保证动调头的找正度小于30μm。当然，不仅要在未紧固螺丝的情况下保证这个找正精度，还要在紧固螺丝后进行复检，不合格时应重新找正。

在动调头调试时要严格按厂家的开度记号调整叶片的开度，不能随意增大或缩小，应固定好限位螺丝并留出合适的限位余量，以保证限位装置工作正常。

2.6 动调头失灵问题

我厂动调送风机曾多次出现动调机构失灵问题。主要现象是风机在旋转过程中叶片突然向全开或全关的方向滑去，失去调节能力，从而使风机的运行电流突然增大或缩小，风机不能正常运行。从以上动调过程的分析和动调头的结构来看，保证动调机构在高速旋转中正确运行和把叶片稳定在合适角度的机构是反馈系统。动调送风机的反馈杆末端有一个固定反馈轴承的螺母，由于风机的振动，该螺母经常松脱，从而造成反馈杆失灵，不能带动错油阀的外套移动，也不能将调节系统的进油口封住，风机叶片只能向全开或全关的方向滑去，至于向哪一个方向滑去要看固定螺母松脱后的油缸首先向哪一个方向移动，不论怎样移动，反馈系统都不能将风机叶片的开关角度固定在任意位置上，从而发生了上面的现象。防止这一故障的最好办法是将固定螺母的外侧增加一个防松脱销钉。

3 结语：

综上所述，掌握动调送风机的工作原理对于分析和解决实际工作中设备出现的问题大有裨益，能够做到“有的放矢”地做好设备的运行与维护，保障设备的安全和稳定运行。

参考文献

[1] 国电太原第一热电厂编著，锅炉及辅助设备，中国电力出版社，2005年

[2]天津华能杨柳青电厂，300MW机组运行规程，2003年

[3] 天津华能杨柳青电厂，生产准备锅炉资料，2006年