山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100
摘要：我国电力行业统计，燃煤火电厂风机，尤其是长期运行在高温高灰分腐蚀性颗粒环境中的引风机，风机内带粒流动的灰粒所造成的轮毂腐蚀问题日益突出。国产轴流引风机应用到中东大型燃油锅炉中，因设计参数及燃烧产物的不同、注氨状态的变化以及设计的考虑不足引起风机轮毂腐蚀、振动发生，最终导致机组被迫停机，产生直接和间接的经济损失。本文通过对国产引风机在中东应用到大型燃油、注氨机组中所发生的腐蚀问题进行了深入分析并提出了彻底解决办法。为采用注氨方案来降低三氧化硫排放燃油机组到引风机工作部件选型提供了参考依据。
关键词：燃油锅炉；引风机；振动；轮毂腐蚀；注氨；
Analysis and solution of Conventional thermal power induced draft fan hub corrosion in the application in the oil burning boiler
Liu yunhui Tong shiqing
（Shandong Electric Power Construction Corporation，Qingdao，Shandong 266100，China）
Key Words：ID fan；Vibration；Hub corrosion；Ammonia injection
引言
引风机的稳定运行是保证火力电厂（燃油、燃煤）机组正常运转的重要组成部分。面对大型燃油机组中的引风机在机组投运一年后便出现了风机震动持续升高，轮毂、叶片表面存有粘结物情况，直接对机组的稳定运行带来安全隐患和经济损失。本文通过对国产应用于国外某项目燃煤机组的引风机设计直接应用到燃油且有注氨系统的机组中所出现的系列问题，进行了分析，并根据实际情况做出了相应的改进，使得风机能适应高腐蚀的恶劣、复杂运行环境，为引风机在国外大型燃油机组中的实际应用提供经验依据。
一、项目背景及风机运行环境相关参数
中东是燃油机组应用较多的地区，公司中标海外某项目亚临界燃油电站，重油是锅炉的主要燃料，轻油仅作为引燃使用。Heavy Fuel Oil will be used as main fuel of the boiler，and the light oil used for igniting.
1、每台锅炉配备2台动叶可调轴流引风机，共4台，轮毂、叶片材质均为15MnV，设计使用寿命30年。
2、为降低烟气中SO3的含量，在电除尘器的入口设有注氨装置。锅炉烟气中会产生具有腐蚀性和粘性的硫酸铵或硫酸氢铵，对风机性能和结构会产生影响，需考虑清理硫酸铵或硫酸氢铵的方法。本工程酸露点温度较高，风机设计应充分考虑低负荷腐蚀问题。
二、出现的问题
1、项目在机组投运8000小时后引风机出现振动，振动随时间的增长呈逐渐升高趋势。振动升高至报警值4.6mm/s后风机被迫退出运行进行检修。在风机检修中发现：
1）风机叶片表面发现附有不规则状黑色泥灰，叶片背部非迎风面呈现较多；
2）风机轮毂表面及叶片根部也附有泥灰，泥灰呈凹凸不规则状；
3）清理叶片泥灰后检查叶片，叶片表面光洁，未有异常；
4）清理轮毂表面的泥灰，原本平整的表面出现大面积不规则坑洼，确认为轮毂表面腐蚀。
2、风机在运行至9000小时后出现风机可调动叶不受控制，无法通过执行器调整引风机的叶片开度来调节锅炉炉膛压力，造成机组无法调峰。
停机检修发现：
1）风机轮毂与叶片根部连接的活动部位有大量积灰；
2）轮毂部的液压缸拉环损毁、叶片调节臂损毁：
3）轮毂表面有腐蚀孔洞（运行约10000小时，轮毂板材厚度20mm）
三、原因分析
1、轮毂腐蚀成因：
1）低温腐蚀
技术协议文件显示，风机所处烟气运行环境的露点值应高于143℃，烟气温度若低于露点值，烟气中含有二氧化硫和三氧化硫将会与烟气中的水分生成硫酸和亚硫酸，即造成腐蚀（实际烟气运行值在170℃左右）。经对风机图纸设计和现场的实地检查，发现引风机轮毂壳体部位的实际运行环境处于设计的143℃以下。
2）设计缺陷
造成温度过低的主要原因是，厂家设计的轮毂烟气隔离密封风的来源直接取自外部环境，中间未经加热处理，密封风直接经由轮毂密封环处吹到轮毂表面，外部环境通常温度在20-35℃左右。较低温度密封风的吹入直接降低了轮毂周边的温度，粗略估计实际运行中轮毂周边的温度在60-80℃左右。取自外部大气环境中的密封风不仅温度过低，其水分的含量更高，过低的温度和高湿度的密封风与烟气混合后形成亚硫酸和硫酸。形成的硫酸和亚硫酸附着在轮毂上直接导致了轮毂表面的腐蚀，随着腐蚀的深入最终导致轮毂失去机械平衡引发风机振动。
该轮毂材质为15MnV，在长期运行过程中该部位长期处于高浓度的硫酸和亚硫酸的环境中才导致了轮毂部的严重腐蚀
2、振动原因分析
设计的缺陷和运行介质对轮毂造成腐蚀，导致叶轮质心偏移，使轮毂变形（注：停机次数越多对轮毂腐蚀越重），轮毂动平衡被破坏，引发风机产生由底到高的一个渐进式振动发生。同时，轮毂的变形也会连带引起液压缸的振动，并随振动的值放大导致对液压缸中心（跳动值）偏差移位。
3、叶片卡涩成因
1）根电厂机组负荷及风机运行记录显示：该机组基本不参与电网调峰，电厂连续几周甚至一个月风机的叶片都处于同等开度，无叶片调节记录。
2）现场检查发现，叶片底盘与轮毂叶片座的缝隙中有大量燃油机组燃烧烟气尾气黏渣侵入，造成粘黏卡塞，调节困难问题。
3）叶片座的材质为碳钢，运行过程中因密封圈密封不严（采用弹性钢圈密封环），烟气侵入内部造成叶片座发生腐蚀。该机组长期运行，基本不参与电网调峰，致使叶片根部全部腐蚀涨死。在机组调峰或降负荷的时候才能发现叶片不能调节。
四、解决方案
1、防腐蚀决方案
对于深度腐蚀的轮毂，根据风机轮毂构造、现场环境情况以及技术协议的要求，在不改变整体设计的前提下，提出厂由家对轮毂表面进行局部改造的要求。在轮毂表面及两侧面覆盖3mm的C276合金蒙皮。
2、防卡塞问题解决方案
风机叶片座材质更换为不锈钢材质，更换原有的碳钢叶片座密封环为耐腐蚀的聚四氟乙烯材料，可彻底解决引风机轮毂在燃油机组高腐蚀性环境中被腐蚀的难题，从而解决卡塞问题。
五、结论
针对中东地区的燃油锅炉（特别是采用注氨方式降低硫化物），在轴流式引风机的选型使用时应特别注意引风机轮毂的材质，应充分注意到使用常温风密封冷却轮毂部和密封隔离烟气方式的风机，须提高轮毂部表面部位的耐腐蚀、抗磨损程度。燃油锅炉烟气中含有大量的SO2，易与常温空气混合，降低烟气的温度达到腐蚀露点，直接对设备造成腐蚀，为机组长期稳定运行埋下隐患。
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