軸流式風(fēng)機失速原因分析及處理

1、 軸流式風(fēng)機失速原因分析及處理摘要：本文根據(jù)福州發(fā)電公司600 MW 機組一次風(fēng)機失速現(xiàn)象, 分析了造成失因, 并通過對失速前后風(fēng)機運行參數(shù)的分析比對, 提出了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施。希望多我廠#3機吸風(fēng)機失速處理提供參考。關(guān)鍵詞：軸流式風(fēng)機; 一次風(fēng)機; 失速; 葉輪; 葉片1 軸流風(fēng)機的失速及其危害圖1 為軸流風(fēng)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(fēng)機進入到不穩(wěn)定區(qū)運行時, 在軸流風(fēng)機葉輪的環(huán)形葉柵上將產(chǎn)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(zhuǎn)相反的方向在葉片間傳遞, 稱為旋轉(zhuǎn)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(chǎn)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(fēng)機的安全運行是一個威脅。在旋轉(zhuǎn)失速情況下, 脫流區(qū)依次經(jīng)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(yīng)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(chǎn)生共振, 造成葉片折斷。2 風(fēng)機失速的原因( 1) 風(fēng)機在一定的動葉角下運行, 如果由于某種原因, 母管風(fēng)壓突升, 風(fēng)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(fēng)機, 如果其中一臺動葉調(diào)節(jié)性能不好, 這臺風(fēng)機就有可能先失速。( 2) 風(fēng)機正常運行中流量異常降低、一次風(fēng)壓突升都可能導(dǎo)致風(fēng)機失速。在受到外部突發(fā)因素的影響下, 風(fēng)機流量極可能落在風(fēng)機特性曲線的駝峰段, 故極易發(fā)生風(fēng)機失速。( 3) 風(fēng)機出口擋板銷子脫落或斷裂等原因?qū)е缕渫蝗魂P(guān)閉或部分關(guān)閉, 動葉調(diào)節(jié)未能跟上壓力的突變, 在壓力波動及動葉自動調(diào)整過程中, 造成并列運行的其中一臺風(fēng)機失速。( 4) 變負荷過程中由于調(diào)節(jié)失靈或誤操作致使2 臺風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓嚴重不平衡而失速。( 5) 風(fēng)機出入口風(fēng)道堵塞, 如暖風(fēng)器或空預(yù)器嚴重積灰, 兩側(cè)空預(yù)器積灰或堵灰情況不一致, 在一次風(fēng)系統(tǒng)有輕微擾動的情

4、況下, 就可能造成阻力大的一側(cè)風(fēng)機失速。( 6) 運行磨煤機突然跳閘, 磨煤機出入口關(guān)斷擋板全關(guān)及冷熱調(diào)節(jié)風(fēng)門全關(guān), 造成一次風(fēng)壓突升而導(dǎo)致失速。( 7) 在磨煤機加減負荷過程中, 因磨煤機風(fēng)量的改變, 兩側(cè)風(fēng)機存在流量偏差, 在一次風(fēng)機入口動葉調(diào)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(diào)節(jié)工況不好的風(fēng)機失速。3 一次風(fēng)機的失速送風(fēng)機、引風(fēng)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(fēng)機流量不平衡、動葉調(diào)節(jié)差、特性不匹配造成, 并多半發(fā)生在爐膛負壓、爐膛風(fēng)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(fēng)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(fēng)機的失速預(yù)防及失速后的處理。3. 1 一次風(fēng)機失速案例圖2 是典型的一次風(fēng)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(fēng)機失速前后各參數(shù)變化情況, 以及失速產(chǎn)生及處理的全過程。失速的一次風(fēng)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(jù)要求機組負荷降至300 MW, 3 臺磨煤機運行, 2 臺一次風(fēng)機并列運行, 風(fēng)機入口動葉調(diào)節(jié)均投自動。一次熱風(fēng)母管壓力設(shè)定值為10. 8 kPa, 2 臺一次風(fēng)機流量平衡, 運行穩(wěn)定。一次風(fēng)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(guān)閥、冷熱風(fēng)調(diào)節(jié)閥、混合風(fēng)門迅速全關(guān), 2 臺風(fēng)機出口壓力均升高, 空氣預(yù)熱器( 空預(yù)器) 出口熱一次風(fēng)母管壓力隨之升高, 風(fēng)機動葉調(diào)節(jié)動作。關(guān)小動葉角度, 一次風(fēng)壓又下降, 在2 臺風(fēng)機都投自動的調(diào)節(jié)過程中, 實際值與設(shè)定值的偏差較大, 一次風(fēng)壓力又升高, 2臺風(fēng)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(fēng)機有了失速的征兆, 動葉雖在開大, 流量卻在下降( 風(fēng)機電流剛開始雖有升高, 但出口風(fēng)壓一直在下降) , 由于風(fēng)機動葉此時仍投自動, 壓力實際值與設(shè)定值仍存在偏差, 故A、B 一次風(fēng)機的動葉仍在繼續(xù)開大, 這進一步加快了A 一次風(fēng)機的失速。對此, 將A 一次風(fēng)

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

8、易互相影響, 壓力波動很容易影響對側(cè)風(fēng)機的運行和并入。此外, 關(guān)閉一次風(fēng)機出口的聯(lián)絡(luò)擋板, 有助于將失速或停運后的風(fēng)機盡快并入系統(tǒng)。當單臺風(fēng)機運行時, 視情況可將風(fēng)機出口聯(lián)絡(luò)擋板打開( 在出口擋板關(guān)嚴, 停運風(fēng)機不倒轉(zhuǎn)的情況下) ,在要將另一臺風(fēng)機并入前關(guān)閉此聯(lián)絡(luò)擋板。另外, 由于一次風(fēng)量相對較小, 單臺風(fēng)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(fēng)機一側(cè)的空預(yù)器來說, 一次風(fēng)側(cè)風(fēng)量冷卻換熱不良的影響不大, 空預(yù)器仍將處于安全運行范圍之內(nèi)。( 2) 在起動風(fēng)機之初, 打開至少3 臺磨煤機的風(fēng)道, 在低負荷運行情況下, 適當增大備用通風(fēng)量, 或者開大運行磨煤機的通風(fēng)

9、量。由于有一個相對較大的空間, 一次風(fēng)機能吸收壓力波動對整個一次風(fēng)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(fēng)母管壓力, 防止壓力突升造成的風(fēng)機失速。( 4) 保證動葉調(diào)節(jié)特性良好, 空預(yù)器和暖風(fēng)器運行壓差保持在設(shè)計值以下。( 5) 保持2 臺風(fēng)機的風(fēng)量、負荷平衡?？筛鶕?jù)情況在低負荷期間一側(cè)風(fēng)機停運, 對相應(yīng)側(cè)暖風(fēng)器和空預(yù)器進行沖洗, 恢復(fù)風(fēng)道通暢。( 6) 機組檢修時應(yīng)對風(fēng)機失速探測器和相關(guān)壓力變送器、差壓開關(guān)進行檢查, 避免風(fēng)機運行中失速報警保護不動或誤動。3. 3 一次風(fēng)機失速后的處理( 1) 檢查并確認風(fēng)道各擋板全部打開。根據(jù)跳閘

10、磨煤機的風(fēng)門情況, 調(diào)整風(fēng)壓至正常值。( 2) 快速降低機組負荷, 關(guān)小失速風(fēng)機動葉開度,直至風(fēng)機恢復(fù)正常運行。如關(guān)小失速風(fēng)機動葉仍不能恢復(fù)正常運行時, 可將失速風(fēng)機動葉關(guān)至零, 從最小動葉開度開始并入。( 3) 適當降低母管風(fēng)壓, 使待并風(fēng)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(fēng)煙系統(tǒng), 保持機組各運行參數(shù)穩(wěn)定。( 4) 調(diào)節(jié)2 臺風(fēng)機風(fēng)量、電流、出口風(fēng)壓相平衡后,再投風(fēng)機風(fēng)壓自動。對于送風(fēng)機或者引風(fēng)機, 當發(fā)生失速時, 及時調(diào)整2 臺風(fēng)機風(fēng)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(diào)整過程中風(fēng)機出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象, 使2 臺風(fēng)機流量來回波動。結(jié)論 本文結(jié)合實例通過分析一次風(fēng)機失速的現(xiàn)象及原因、處理方法等，