軸流式風機失速原因分析及處理

1、 軸流式風機失速原因分析及處理摘要：本文根據福州發(fā)電公司600 MW 機組一次風機失速現(xiàn)象, 分析了造成失因, 并通過對失速前后風機運行參數(shù)的分析比對, 提出了相應的預防和處理措施。希望多我廠#3機吸風機失速處理提供參考。關鍵詞：軸流式風機; 一次風機; 失速; 葉輪; 葉片1 軸流風機的失速及其危害圖1 為軸流風機的性能曲線, 它由失速界線分為兩個區(qū)域。在失速線的右下方為穩(wěn)定運行區(qū)域, 在失速線的左上方為不穩(wěn)定工作區(qū)域即失速區(qū)域。當軸流式風機進入到不穩(wěn)定區(qū)運行時, 在軸流風機葉輪的環(huán)形葉柵上將產生一個到數(shù)個失速區(qū), 且這些失速區(qū)會沿著與葉輪旋轉相反的方向在葉片間傳遞, 稱為旋轉失速。失速是由

2、于葉片吸力面發(fā)生了附面層分離( 脫流) , 使葉片產生的升力突減所致。失速會造成流道的堵塞, 并使葉片前后的壓力發(fā)生變化, 對軸流風機的安全運行是一個威脅。在旋轉失速情況下, 脫流區(qū)依次經過每個葉片, 葉片每遇一次失速就會受到一次激振力的作用, 從而使葉片受到交變力的作用, 葉片的動應力增加, 致使葉片發(fā)生疲勞損壞。若此交變力的頻率與葉片自振頻率合拍, 則將使葉片產生共振, 造成葉片折斷。2 風機失速的原因( 1) 風機在一定的動葉角下運行, 如果由于某種原因, 母管風壓突升, 風機流量下降, 這樣在動葉角度還未發(fā)生變化之前, 壓力迅速攀升, 以致于超出失速線而進入失速區(qū)運行。對于并聯(lián)運行的2

3、 臺風機, 如果其中一臺動葉調節(jié)性能不好, 這臺風機就有可能先失速。( 2) 風機正常運行中流量異常降低、一次風壓突升都可能導致風機失速。在受到外部突發(fā)因素的影響下, 風機流量極可能落在風機特性曲線的駝峰段, 故極易發(fā)生風機失速。( 3) 風機出口擋板銷子脫落或斷裂等原因導致其突然關閉或部分關閉, 動葉調節(jié)未能跟上壓力的突變, 在壓力波動及動葉自動調整過程中, 造成并列運行的其中一臺風機失速。( 4) 變負荷過程中由于調節(jié)失靈或誤操作致使2 臺風機風量、風壓嚴重不平衡而失速。( 5) 風機出入口風道堵塞, 如暖風器或空預器嚴重積灰, 兩側空預器積灰或堵灰情況不一致, 在一次風系統(tǒng)有輕微擾動的情

4、況下, 就可能造成阻力大的一側風機失速。( 6) 運行磨煤機突然跳閘, 磨煤機出入口關斷擋板全關及冷熱調節(jié)風門全關, 造成一次風壓突升而導致失速。( 7) 在磨煤機加減負荷過程中, 因磨煤機風量的改變, 兩側風機存在流量偏差, 在一次風機入口動葉調節(jié)過程中, 使流量和電流出現(xiàn)過大的偏差, 從而使其中一臺動葉調節(jié)工況不好的風機失速。3 一次風機的失速送風機、引風機一般情況下較少發(fā)生失速, 失速的原因也較為簡單, 多是因2 臺風機流量不平衡、動葉調節(jié)差、特性不匹配造成, 并多半發(fā)生在爐膛負壓、爐膛風量大幅波動, 或者是在加減負荷過程中, 且失速后也較易處理。在實際運行中, 一次風機失速的后果很嚴重

5、, 再次并列運行也較困難, 因此本文重點討論一次風機的失速預防及失速后的處理。3. 1 一次風機失速案例圖2 是典型的一次風機失速情況的參數(shù)曲線圖。從圖2 可以清楚地看到一次風機失速前后各參數(shù)變化情況, 以及失速產生及處理的全過程。失速的一次風機所配鍋爐采用前后對沖的旋流燃燒器, 分3 層, 每層5 個燃燒器噴口。2007 年10 月19日, 根據要求機組負荷降至300 MW, 3 臺磨煤機運行, 2 臺一次風機并列運行, 風機入口動葉調節(jié)均投自動。一次熱風母管壓力設定值為10. 8 kPa, 2 臺一次風機流量平衡, 運行穩(wěn)定。一次風機失速的起因是其中的1 臺磨煤機油站跳閘, 致使磨煤機跳閘

6、, 其出入口速關閥、冷熱風調節(jié)閥、混合風門迅速全關, 2 臺風機出口壓力均升高, 空氣預熱器( 空預器) 出口熱一次風母管壓力隨之升高, 風機動葉調節(jié)動作。關小動葉角度, 一次風壓又下降, 在2 臺風機都投自動的調節(jié)過程中, 實際值與設定值的偏差較大, 一次風壓力又升高, 2臺風機動葉均開大。在這一次再次開大動葉角度的過程中, A 一次風機有了失速的征兆, 動葉雖在開大, 流量卻在下降( 風機電流剛開始雖有升高, 但出口風壓一直在下降) , 由于風機動葉此時仍投自動, 壓力實際值與設定值仍存在偏差, 故A、B 一次風機的動葉仍在繼續(xù)開大, 這進一步加快了A 一次風機的失速。對此, 將A 一次風

7、機動葉調節(jié)切手動, 手動調整一次風母管壓力, 維持母管壓力正常,后減小A 一次風機的動葉開度直至零。經過幾次反復的并入, A 一次風機運行恢復正常。3. 2 一次風機失速的預防( 1) 正常運行中將2 臺并列運行的一次風機出口的聯(lián)絡擋板關閉( 圖3) , 因在一次風冷、熱母管的末端是匯通的, 關閉此聯(lián)絡擋板并不影響磨煤機的通風量。此聯(lián)絡擋板關閉后, 一方面可減少因空預器堵灰或者暖風器積灰造成的管路阻力不等而誘發(fā)其中一臺風機失速的可能;另一方面可減輕2 臺一次風機正常運行中因動葉調節(jié)不均勻、出口壓力不均等誘發(fā)失速的可能。一次風機出口至2 臺風機聯(lián)絡擋板之間的矩形風道很短, 2 臺風機出口壓力很容

8、易互相影響, 壓力波動很容易影響對側風機的運行和并入。此外, 關閉一次風機出口的聯(lián)絡擋板, 有助于將失速或停運后的風機盡快并入系統(tǒng)。當單臺風機運行時, 視情況可將風機出口聯(lián)絡擋板打開( 在出口擋板關嚴, 停運風機不倒轉的情況下) ,在要將另一臺風機并入前關閉此聯(lián)絡擋板。另外, 由于一次風量相對較小, 單臺風機停運的情況下機組僅能帶一半負荷, 此時煙氣量、煙溫都相對較低, 對停運風機一側的空預器來說, 一次風側風量冷卻換熱不良的影響不大, 空預器仍將處于安全運行范圍之內。( 2) 在起動風機之初, 打開至少3 臺磨煤機的風道, 在低負荷運行情況下, 適當增大備用通風量, 或者開大運行磨煤機的通風

9、量。由于有一個相對較大的空間, 一次風機能吸收壓力波動對整個一次風母管壓力的沖擊, 減緩壓力上升速度, 從而避免失速。( 3) 在多臺磨煤機運行中, 盡可能降低一次風母管壓力, 防止壓力突升造成的風機失速。( 4) 保證動葉調節(jié)特性良好, 空預器和暖風器運行壓差保持在設計值以下。( 5) 保持2 臺風機的風量、負荷平衡。可根據情況在低負荷期間一側風機停運, 對相應側暖風器和空預器進行沖洗, 恢復風道通暢。( 6) 機組檢修時應對風機失速探測器和相關壓力變送器、差壓開關進行檢查, 避免風機運行中失速報警保護不動或誤動。3. 3 一次風機失速后的處理( 1) 檢查并確認風道各擋板全部打開。根據跳閘

10、磨煤機的風門情況, 調整風壓至正常值。( 2) 快速降低機組負荷, 關小失速風機動葉開度,直至風機恢復正常運行。如關小失速風機動葉仍不能恢復正常運行時, 可將失速風機動葉關至零, 從最小動葉開度開始并入。( 3) 適當降低母管風壓, 使待并風機能較易并入。操作要平緩, 并入過程中不能有其它大的操作, 尤其是制粉系統(tǒng)及風煙系統(tǒng), 保持機組各運行參數(shù)穩(wěn)定。( 4) 調節(jié)2 臺風機風量、電流、出口風壓相平衡后,再投風機風壓自動。對于送風機或者引風機, 當發(fā)生失速時, 及時調整2 臺風機風量平衡, 爐膛負壓穩(wěn)定,非必要情況不用減負荷, 但要防止在并入和調整過程中風機出現(xiàn)搶風現(xiàn)象, 使2 臺風機流量來回波動。結論 本文結合實例通過分析一次風機失速的現(xiàn)象及原因、處理方法等，