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1、軸流式送風(fēng)機(jī)失速原因分析及預(yù)防措施?鄭福國1,陳玉龍21.華能德州電廠,山東省 德州市 253024；2.貴州黔西中水發(fā)電有限公司，貴州省畢節(jié)市551500摘要： 針對華能德州電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)曾經(jīng)多次發(fā)生失速的情況,在介紹軸流送風(fēng)機(jī)失速機(jī)理基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)對送風(fēng)機(jī)失速原因進(jìn)行了分析,認(rèn)為空預(yù)器堵塞嚴(yán)重導(dǎo)致管路阻力特性變化、送風(fēng)機(jī)動葉開度過大是送風(fēng)機(jī)失速的原因,并提出了送風(fēng)機(jī)失速的處理及預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：軸流式送風(fēng)機(jī)；失速；動葉可調(diào)；預(yù)防措施0 引言 華能德州電廠6號機(jī)組額定容量為660MW，鍋爐容量為2209t/h，是德國制造的
2、亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、Γ型布置、自然循環(huán)汽包爐。鍋爐配有2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，2臺型號為FAF30.15.1的動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，動葉調(diào)節(jié)范圍為-29°～31°（對應(yīng)動葉開度0%～100％），設(shè)計風(fēng)量為315m3/s，設(shè)計靜壓為4275Pa，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為985r/min。2臺送風(fēng)機(jī)入口處各裝設(shè)一組50％容量暖風(fēng)器，暖風(fēng)器設(shè)計壓降0.2kPa。華能德州電廠6號機(jī)組于2002年10月投產(chǎn)發(fā)電，投產(chǎn)后，在2003年5月～6月期間，多次發(fā)生送風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象，一度影響了機(jī)組帶負(fù)荷能力，經(jīng)過技術(shù)人員分析，認(rèn)為6號鍋爐送風(fēng)機(jī)失速的主要原因
3、是空預(yù)器堵灰嚴(yán)重，風(fēng)道阻力特性變化使送風(fēng)機(jī)動葉開度過大、運(yùn)行在不穩(wěn)定區(qū)所致，經(jīng)過設(shè)備治理，使空預(yù)器壓差減小到設(shè)計值范圍內(nèi)，消除了送風(fēng)機(jī)失速的隱患。1???????軸流式送風(fēng)機(jī)失速機(jī)理 軸流風(fēng)機(jī)葉片通常是機(jī)翼型的,軸流式風(fēng)機(jī)葉片氣流方向如圖1所示。當(dāng)空氣順著機(jī)翼葉片進(jìn)口端(沖角α=0°),按圖1（a）所示的流向流入時,它分成上下兩股氣流貼著翼面流過,葉片背部和腹部的平滑“邊界層”處的氣流呈流線形。作用于葉片上有兩種力,一是垂直于葉面的升力,另一種平行于葉片的阻力,升力≥阻力。當(dāng)空氣流入葉片的方向偏離了葉片的進(jìn)口角,它與葉片形成正
4、沖角(α>0°),如圖1（b)所示。在接近于某一臨界值時(臨界值隨葉型不同而異),葉背的氣流工況開始惡化。當(dāng)沖角增大至臨界值時,葉背的邊界層受到破壞,在葉背的尾端出現(xiàn)渦流區(qū),即所謂“失速”現(xiàn)象。隨著沖角α的增大,氣流的分離點(diǎn)向前移動,葉背的渦流區(qū)從尾端擴(kuò)大到葉背部,脫離現(xiàn)象更為嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)部分流道阻塞的情況。此時作用于葉片的升力大幅度降低,阻力大幅度增加,壓頭降低 軸流風(fēng)機(jī)的失速特性是由風(fēng)機(jī)的葉型等特性決定的，同時也受到風(fēng)道阻力等系統(tǒng)特性的影響，動葉調(diào)節(jié)軸流式送風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖2所示，其中，鞍形曲線M為送風(fēng)機(jī)不同安裝角的失速點(diǎn)
5、連線，工況點(diǎn)落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱為失速線。由圖中我們不難看出：①在同一葉片角度下，管路阻力越大，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓越高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行越接近于不穩(wěn)定工況區(qū)；②在管路阻力特性不變的情況下，風(fēng)機(jī)動葉開度越大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。圖2 動葉調(diào)節(jié)軸流式送風(fēng)機(jī)特性曲線 根據(jù)電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行的軸流風(fēng)機(jī)出現(xiàn)下列現(xiàn)象時，說明風(fēng)機(jī)發(fā)生了失速：①失速風(fēng)機(jī)的壓頭、流量、電流大幅降低；②失速風(fēng)機(jī)噪聲明顯增加，嚴(yán)重時機(jī)殼、風(fēng)道、煙道發(fā)生振動；③在投入“自動”的情況下，與失速風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的另1臺風(fēng)機(jī)電流、容積比能大幅升
6、高；④與風(fēng)機(jī)“喘振”不同，風(fēng)機(jī)失速后，風(fēng)壓、流量降低后不發(fā)生脈動。????風(fēng)機(jī)的失速現(xiàn)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：①風(fēng)機(jī)失速時，風(fēng)量、風(fēng)壓大幅降低，引起爐膛燃燒劇烈變化，易于發(fā)生滅火事故；②并聯(lián)運(yùn)行的另1臺風(fēng)機(jī)投入“自動”時，出力增大，容易造成電機(jī)過負(fù)荷；③失速風(fēng)機(jī)振動明顯增高，可能風(fēng)機(jī)設(shè)備、風(fēng)道振動大損壞；④處理過程不正確時，易于引發(fā)風(fēng)機(jī)“喘振”，損壞設(shè)備。2 德州電廠6號爐送風(fēng)機(jī)失速分析2.1 現(xiàn)象分析 2003年5月～6月間，6號爐多次發(fā)生送風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象,每次失速現(xiàn)象基本相似,下面以2003年6
7、月19日6號爐B送風(fēng)機(jī)失速為例進(jìn)行分析：當(dāng)日14∶?47，6號機(jī)組負(fù)荷為600MW，A、B送風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，動葉控制置自動狀態(tài)，空預(yù)器后二次風(fēng)母管壓力為1.76kPa，A、B送風(fēng)機(jī)動葉開度均為87％，A送風(fēng)機(jī)電流290A,B送風(fēng)機(jī)電流300A（額定值370A），爐膛壓力-70Pa。運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)爐膛壓力突降至-810Pa，A、B送風(fēng)機(jī)動葉開度迅速升至100％，母管二次風(fēng)壓驟降至0.76kPa，A送風(fēng)機(jī)電機(jī)電流升至360A，B送風(fēng)機(jī)電機(jī)電流降至220A，且B送風(fēng)機(jī)振動驟然升高，風(fēng)機(jī)異常發(fā)生后，風(fēng)壓、風(fēng)量、振動、風(fēng)機(jī)電機(jī)電流等參數(shù)突變后未發(fā)
8、生波動，因此運(yùn)行人員判斷為B送風(fēng)機(jī)失速，而不是喘振，運(yùn)行人員立即減少鍋爐燃燒，手動關(guān)小A、B送風(fēng)機(jī)動葉至80％，此時二次風(fēng)壓回升，B送風(fēng)機(jī)振動回落至2mm/s，送風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象消失。失速前、后風(fēng)機(jī)主要參數(shù)比較見表1。表1 失速前、后風(fēng)機(jī)
