并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速分析及預(yù)防措施

1、<p>　　并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速分析及預(yù)防措施</p><p>　　摘要：針對許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司2*660MW機(jī)組鍋爐一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速的情況，在介紹軸流風(fēng)機(jī)失速機(jī)理基礎(chǔ)上，對一次風(fēng)機(jī)失速原因進(jìn)行了分析，并提出了一次風(fēng)機(jī)失速的處理及預(yù)防措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：軸流式一次風(fēng)機(jī)；失速；動葉可調(diào) </p><p>　　中圖分類號： TS737+

2、.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　近年來，隨著火力發(fā)電廠機(jī)組容量的增大，軸流風(fēng)機(jī)由于變工況工作時(shí)經(jīng)濟(jì)性好、對煙風(fēng)道流量壓力變化適應(yīng)性好、體積小質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此在大容量機(jī)組中更多的是采用軸流式風(fēng)機(jī)。[1]但軸流式風(fēng)機(jī)對運(yùn)行調(diào)整水平要求較高，若調(diào)整不當(dāng)則會發(fā)生失速。本文以動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)為例，對失速

3、原因進(jìn)行分析，提出失速的處理方案及預(yù)防措施。 </p><p><b>　　1.事件發(fā)生經(jīng)過 </b></p><p>　　許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司一次風(fēng)機(jī)采用豪頓華工程有限公司生產(chǎn)的兩臺ANT1960/1400F雙級動葉軸流風(fēng)機(jī)，動葉調(diào)節(jié)范圍為+10°～+45°，機(jī)械最大約為55°，對應(yīng)動葉開度0%～100％。 </p>

4、<p>　　2012年3月17日08：16：25，4B一次風(fēng)機(jī)發(fā)喘振報(bào)警，4A及4B一次風(fēng)機(jī)出口壓力、一次風(fēng)母管壓力、總一次風(fēng)量、4B一次風(fēng)機(jī)電流快速下降（表1-1），風(fēng)機(jī)振動突然增大（圖1-1） </p><p>　　圖1-1 4B一次風(fēng)機(jī)振速 </p><p>　　表1-1 喘振前后風(fēng)機(jī)各主要參數(shù) </p><p>　　283.9 131.3 <

5、/p><p>　　查詢之前運(yùn)行參數(shù)發(fā)現(xiàn)，07：30之前：4B、4D、4E、4F磨煤機(jī)運(yùn)行，總煤量204t/h，一次風(fēng)機(jī)動調(diào)投入自動開度穩(wěn)定在56%左右，一次風(fēng)母管壓力11.5KPa，一次風(fēng)機(jī)出口壓力12.8KPa，總一次風(fēng)量417.6t/h。之后一次風(fēng)壓逐漸提高，至08：15：43時(shí)，一次風(fēng)機(jī)出口壓力逐漸提高至15KPa左右，一次風(fēng)母管壓力提高至13.6KPa，而總一次風(fēng)量由417.6 t/h降至393.4 t/h，

6、4B、4D、4E、4F磨煤機(jī)運(yùn)行，總煤量231t/h。 </p><p><b>　　2.原因分析 </b></p><p>　　喘振報(bào)警發(fā)生后，立即去就地檢查，未發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)道存在明顯噪聲，查閱歷史參數(shù)曲線如圖2-2所示 </p><p>　　圖2-1 風(fēng)機(jī)動調(diào)與電流關(guān)系 </p><p>　　由表1-1及圖2-1可以看

7、出： 07：59：47時(shí)至08：15：25這段時(shí)間，風(fēng)壓維持在較高范圍，一次風(fēng)機(jī)出口壓力14.9KPa左右，一次風(fēng)母管壓力13.6左右，而風(fēng)量基本不變，維持在400t/h左右。即風(fēng)壓14.9KPa，風(fēng)量43m3/s，而風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況下，13.9KPa對應(yīng)69 m3/s，初步懷疑風(fēng)機(jī)運(yùn)行在不穩(wěn)定工況區(qū)。08：16：25至08：24：07為風(fēng)機(jī)喘振信號報(bào)警階段，其中08：19：26時(shí)將4B送風(fēng)機(jī)動調(diào)由67.7%向下調(diào)，至08：24：07時(shí)4A

8、動調(diào)指令87.4%、4B動調(diào)指令至26.1%，喘振報(bào)警信號消失。 </p><p>　　軸流風(fēng)機(jī)葉片產(chǎn)生的壓升取決于進(jìn)氣角α(圖2-2)。壓升基本上于進(jìn)氣角α成正比。只要α低于這一臨界值(上部的兩個(gè)圖)，空氣將沿著葉片表面流動。但一旦α超過這一臨界值氣流將離開葉片的弧形表面形成湍流，同時(shí)風(fēng)機(jī)壓力陡降這就是失速。 </p><p>　　圖2-2 失速發(fā)生機(jī)理 </p><

9、p>　　風(fēng)機(jī)的失速與喘振的發(fā)生都是在p-Q性能曲線左側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域，所以它們是密切相關(guān)的。失速發(fā)生在p-Q性能曲線的整個(gè)不穩(wěn)定區(qū)域；而喘振只發(fā)生在p-Q性能曲線不穩(wěn)定區(qū)域的某一部分，其壓力降低是失速造成的，可以說失速是喘振發(fā)生的根本誘因。失速發(fā)生時(shí)（07：59：47時(shí)至08：15：25）, 盡管葉輪附近的工況有波動，振動值增大。但風(fēng)機(jī)的流量、壓力和功率是基本穩(wěn)定的，風(fēng)機(jī)可以繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時(shí)（08：16：25至08：24：

10、07），風(fēng)機(jī)的流量、壓力產(chǎn)生脈動或大幅度的脈動，同時(shí)伴有非常明顯的噪聲，喘振時(shí)的振動有時(shí)是很劇烈的，能損壞風(fēng)機(jī)與管道系統(tǒng)。所以喘振發(fā)生時(shí)，風(fēng)機(jī)無法正常運(yùn)行。 </p><p>　　為什么4B一次風(fēng)機(jī)失速后，與之并聯(lián)運(yùn)行的4A一次風(fēng)機(jī)動葉為90.6％，卻未發(fā)生失速呢？原因是4B一次風(fēng)機(jī)失速后，出力銳減，系統(tǒng)風(fēng)壓迅速降低，并聯(lián)系統(tǒng)的管網(wǎng)阻力特性也隨之變化，阻力特性曲線下移，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓降低，使得4A一次風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)遠(yuǎn)離

11、不穩(wěn)定工況區(qū)[2]。 </p><p>　　3.預(yù)防一次風(fēng)機(jī)失速喘振的措施 </p><p>　　3.1加減負(fù)荷時(shí)需注意事項(xiàng) </p><p>　　機(jī)組加減負(fù)荷和啟停磨煤機(jī)要注意兩臺一次風(fēng)機(jī)出力是否平衡，加負(fù)荷時(shí)應(yīng)維持一次風(fēng)母管壓力不變情況下增加一次風(fēng)量，減負(fù)荷時(shí)和需停運(yùn)磨煤機(jī)時(shí)應(yīng)先降低一次風(fēng)母管壓力至規(guī)定值再緩慢減小一次風(fēng)量。 </p><p&

12、gt;　　運(yùn)行中停運(yùn)磨煤機(jī)操作時(shí)，給煤機(jī)停運(yùn)后先逐漸關(guān)閉熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)檔板，再逐漸關(guān)閉冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)檔板，待冷、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)檔板全部關(guān)閉后再逐個(gè)關(guān)閉磨煤機(jī)出口閘板門。此操作過程中應(yīng)防止一次風(fēng)母管壓力升高和大幅波動，防止一次風(fēng)母管壓力快速升高造成一次風(fēng)機(jī)失速。 </p><p>　　3.2如何判斷風(fēng)機(jī)失速及消除風(fēng)機(jī)失速 </p><p>　　當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的軸流一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)，說明風(fēng)機(jī)發(fā)生了

13、失速：失速風(fēng)機(jī)的壓頭、流量、電流大幅降低；失速風(fēng)機(jī)噪聲明顯增加，嚴(yán)重時(shí)機(jī)殼、風(fēng)道發(fā)生振動，機(jī)殼溫度不正常升高；在投入“自動”的情況下，與失速風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的另一臺風(fēng)機(jī)電流大幅升高。 </p><p>　　當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速時(shí)，應(yīng)將一次風(fēng)機(jī)動葉切手動控制，維持一次風(fēng)母管壓力不大于10KPa，交替關(guān)小兩臺一次風(fēng)機(jī)動葉開度，直到兩臺一次風(fēng)機(jī)重新并列回到穩(wěn)定工況區(qū)。 </p><p>　　3.

14、3加強(qiáng)對風(fēng)道、空預(yù)器的檢查 </p><p>　　停爐時(shí)對空預(yù)器、風(fēng)道進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)積灰或雜物堵塞都要及時(shí)清洗和清理。遇大風(fēng)天氣時(shí)，及時(shí)清理風(fēng)機(jī)進(jìn)口濾網(wǎng)掛積的雜物，避免風(fēng)機(jī)進(jìn)口堵塞。 </p><p>　　冬季遇大霧、大雪天氣，加強(qiáng)一次風(fēng)機(jī)風(fēng)道進(jìn)口的檢查，發(fā)現(xiàn)有結(jié)冰現(xiàn)象及時(shí)聯(lián)系檢修進(jìn)行除冰，避免風(fēng)機(jī)進(jìn)口堵塞 </p><p><b>　　4.結(jié)論 <

15、/b></p><p>　　此次一次風(fēng)機(jī)失速發(fā)生在即將增加負(fù)荷時(shí)，07：30至07：59：47為風(fēng)壓增加階段，07：59：47至08：16：25為失速區(qū)工況運(yùn)行階段，08：16：25至08：24：07為風(fēng)機(jī)喘振運(yùn)行階段，08：50風(fēng)機(jī)重新回到穩(wěn)定工況運(yùn)行。失速區(qū)共運(yùn)行25分鐘，由于失速區(qū)運(yùn)行特別是發(fā)生喘振時(shí)，氣流直接作用于風(fēng)機(jī)葉片，對葉片損害極大。 </p><p>　　風(fēng)機(jī)的失速現(xiàn)

16、象是風(fēng)機(jī)的一種不穩(wěn)定運(yùn)行工況，對于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全危害很大：一次風(fēng)機(jī)失速造成喘振時(shí)，風(fēng)量、風(fēng)壓大幅降低，引起爐膛燃燒劇烈變化，易于發(fā)生磨煤機(jī)堵塞和鍋爐滅火事故；并聯(lián)運(yùn)行的另一臺風(fēng)機(jī)投入“自動”時(shí)，出力增大，容易造成電機(jī)過負(fù)荷；喘振風(fēng)機(jī)振動明顯增高，可能使風(fēng)機(jī)設(shè)備、風(fēng)道振動大損壞；處理過程不正確時(shí)，還可能造成引發(fā)風(fēng)機(jī)“喘振”。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p>