1、設(shè)備概況
    娘子關(guān)發(fā)電廠1號爐系哈爾濱鍋爐廠制造的HG- 410／100 -8型鍋爐，配備2臺Y4 - 73  11№25D型引風(fēng)機，2臺G4 - 73 -11№22D型送風(fēng)機，以及濕式水膜除塵器，管式空氣預(yù)熱器（空預(yù)器）。長期以來，送風(fēng)機進口至空預(yù)器進口管道，除塵器出口至引風(fēng)機出口管道振動劇烈，嚴重時導(dǎo)致管道撕裂；引風(fēng)機因葉輪積灰嚴重導(dǎo)致軸系不平衡振動，平均每3天需降負荷清灰，嚴重影響機組的安全運行。對此，電廠在送風(fēng)機進口軸向?qū)Я靼搴蟀惭b了葉片整流器，并采取了調(diào)節(jié)水膜除塵器噴嘴、加固煙道等措施，但收效甚微。2000年，電廠與國電熱工研究院（熱工院）進行合作，共同探討解決方法，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2、煙風(fēng)道振動的分類及特征
    煙風(fēng)道的振動是由其內(nèi)部氣流的壓力脈動引起的，根據(jù)對鍋爐煙風(fēng)道振動處理的經(jīng)驗和電廠煙風(fēng)道系統(tǒng)發(fā)生振動的實況，大致可分為5類：
    (1)“卡門”渦流振動  其發(fā)生在鍋爐煙道及應(yīng)用管式空預(yù)器機組的送風(fēng)道中，主要特點是振動頻率隨風(fēng)量的變化而變化，一般振動頻率超過40 Hz，并且伴有強烈噪音。
    (2)“中心渦”誘導(dǎo)振動  其發(fā)生在軸向檔板調(diào)節(jié)的大型寬葉片離心式風(fēng)機中。當(dāng)進口檔板開度為30%—60%時振動較大；檔板滿開或全關(guān)時，振動基本消失。根據(jù)在利港電廠和鄭州熱電廠的實測結(jié)果顯示，其壓力脈動幅值可達3 500 Pa，對管道危害較大。其頻率為轉(zhuǎn)速的2倍或1.5倍。目前消除該振動的有效方法是加裝葉片整流器。
    (3)旋轉(zhuǎn)脫流誘導(dǎo)振動  它是由于風(fēng)機本身特性與管網(wǎng)阻力不匹配引起。當(dāng)風(fēng)機運行在小流量區(qū)域，氣流通過葉片通道時，由于葉片附面層發(fā)生分離，不能保證氣流平穩(wěn)流出，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速導(dǎo)致壓力脈動。該壓力脈動的幅值可達5 000 Pa，其頻率為風(fēng)機轉(zhuǎn)速頻率的213。
    (4)風(fēng)道局部渦流誘導(dǎo)振動  由于煙風(fēng)道某些部分設(shè)計不合理，導(dǎo)致出現(xiàn)局部渦流，其振動頻率一般為風(fēng)機轉(zhuǎn)速頻率，且振幅隨負荷的加大而增加。
(5)管道結(jié)構(gòu)剛度不足  由于管道設(shè)計不合理所致。
3、娘子關(guān)電廠煙風(fēng)道振動的判斷及處理
    為正確判斷引起煙風(fēng)道振動的原因，對管道振動進行了頻譜測試。
    采用速度傳感器分別在送風(fēng)道和煙道進行拾振，通過CF - 250振動儀進行振動頻譜分析，共進行了3個工況的測試，測試結(jié)果見表1。
    由表1可見，送風(fēng)道振動頻率不隨風(fēng)機開度的變化而變化，振動頻率為風(fēng)機轉(zhuǎn)速頻率的213，但送風(fēng)道的振幅隨風(fēng)機檔板的開大而增大。送風(fēng)道振動時，沒有伴隨強烈的噪音，而且振頻不變，故可以首先否定空預(yù)器“卡門”渦流引起的振動。
    為進一步判斷振動原因，進行了送風(fēng)機熱態(tài)試驗，結(jié)果見表2。
    由熱態(tài)試驗可知，實際運行點比轉(zhuǎn)速為53，而4-73型風(fēng)機的最佳運行點比轉(zhuǎn)速為73，故送風(fēng)機運行點己遠遠偏離風(fēng)機高效區(qū)的小流量區(qū)域，因而易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速，導(dǎo)致送風(fēng)機管道的振動。由此可見，送風(fēng)機與送風(fēng)道阻力不匹配是導(dǎo)致送風(fēng)道振動的主要原因。因此，計劃在機組大修期間將其改為熱工院設(shè)計的5-53型高效送風(fēng)機。
    煙道的振動與風(fēng)機開度的變化沒有關(guān)系，振動頻率為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速一倍頻，振幅也基本無變化。檢查認為煙道布置基本合理，故推斷風(fēng)道的加固質(zhì)量差是導(dǎo)致煙道振動的主要原因。
4、積灰振動的分析及處理
    為徹底解決引風(fēng)機葉輪積灰振動問題．該廠聯(lián)合熱工院進行了引風(fēng)機的熱態(tài)性能測試，結(jié)果見表3。
    根據(jù)測試結(jié)果，認為導(dǎo)致葉輪積灰振動的主要原因有：(1)風(fēng)機為機翼型葉片，葉片頭部因翼型弧度大極易導(dǎo)致積灰；(2)風(fēng)機選型較大，機組滿發(fā)時，引風(fēng)機檔板開度只有60%，檔板門開度小，導(dǎo)致風(fēng)機進口氣流預(yù)旋大，從而加劇了葉片積灰。
    根據(jù)現(xiàn)場情況，決定采用熱工院更換直板葉片葉輪的建議，通過改變?nèi)~片的流線，降低葉片積灰。
5、改造結(jié)果
    2000年8月，娘子關(guān)發(fā)電廠在1號爐大修的過程中，對送、引風(fēng)機進行了改造，即將送風(fēng)機改為5 -53型高效送風(fēng)機，引風(fēng)機改為4-68型直板葉片風(fēng)機，同時對煙道的支撐進行了檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，因燃煤含硫量高，部分煙道的支撐已經(jīng)腐蝕斷裂，引風(fēng)機機殼變形嚴重，這也證實了煙道振動是由于自身的剛性不足引起的推測，因而，對其進行了更換和加固。
    2000年10月大修結(jié)束至今，該廠未再發(fā)生過煙風(fēng)道振動和引風(fēng)機積灰振動現(xiàn)象，送風(fēng)機及引風(fēng)機電耗下降，保證了機組的安全、經(jīng)濟運行。