AP系列動葉可調(diào)軸流風機工作原理介紹

AP系列動葉可調(diào)

軸流通風機AP風機技術(shù)引進概況

根據(jù)我國電力工業(yè)的迫切需要,上世紀九十年代中期，分別對世界上各大著名的風機制造商的動調(diào)風機技術(shù)進行了調(diào)研對比，最終選擇引進了代表著國際上最先進的動調(diào)軸流風機的設(shè)計、制造技術(shù)水平的德國KKK公司的AP動調(diào)軸流風機專有技術(shù)（簡稱AP風機），AP風機在世界各國享有很高的聲譽。1998年成都電力機械廠和德國KKK公司聯(lián)合制造的首批AP風機在廣安電廠一期2×300MW機組投入運行，至今投運了7年多，運行情況良好，得到了用戶的高度贊賞，現(xiàn)我廠AP風機業(yè)績已有一百五十多臺，最大型號為平頂山姚孟電廠（2X600MW）的增壓風機AP1-47。AP動調(diào)軸流風機的名稱、定義

AP1(2)-37/201

葉型類別

輪轂代號

機號（葉輪公稱直徑）

級數(shù)（1：單級，2：雙級）

機翼型葉片軸流風機（axialfan）運行原理

AP動調(diào)風機由進氣室、集流器、葉輪、后導葉、擴壓器和動葉調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。AP風機工作時，氣流由進入風機進氣室，經(jīng)過收斂和導向，在集流器中收斂加速，再通過葉輪的作功產(chǎn)生靜壓能和動壓能；后導葉又將氣流的螺旋運動轉(zhuǎn)化為軸向運動而進入擴壓器，并在擴壓器內(nèi)將氣體的大部分動能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)所需靜壓能，從而完成風機的工作過程。

AP動調(diào)風機性能的調(diào)節(jié)，是通過液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)來改變?nèi)~輪葉片（動葉）的工作角度而實現(xiàn)的。當動葉的角度改變時，其風量、風壓、功率也跟著改變，也對應著一個不同的性能曲線，從而構(gòu)成動調(diào)軸流風機的性能曲線型譜。

能量轉(zhuǎn)換過程：

電機葉輪、后導葉、擴壓器

電能機械能(流體)靜壓能和動能AP風機結(jié)構(gòu)示意圖進氣箱

在氣流進入葉輪前對其進行導向和收斂

將氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰撵o壓能擴壓器

葉輪（轉(zhuǎn)動組）

擴壓器芯筒

聯(lián)軸器（轉(zhuǎn)動組）中間傳動軸（轉(zhuǎn)動組）

機殼葉輪外殼主軸承裝配（轉(zhuǎn)動組）液壓伺服裝置（轉(zhuǎn)動組）后導葉

對葉輪送出的氣流進行整流

轉(zhuǎn)動組聯(lián)軸器中間傳動軸把電動機的動力傳遞給葉輪液壓伺服裝置葉輪主軸承裝配將機械能轉(zhuǎn)換為動能，對氣體做功獲得所需的動能和一定的靜壓能傳遞扭矩并支撐葉輪在壓力油的作用下推動調(diào)節(jié)盤，帶動曲柄實現(xiàn)動葉調(diào)節(jié)主軸承裝配密封結(jié)構(gòu)葉輪液壓伺服裝置葉片調(diào)節(jié)原理圖分油原理圖播放動畫供油裝置

系統(tǒng)及設(shè)備簡圖

AP風機控制功能圖

增壓風機供油裝置

立體圖其余各部件進出口膨脹節(jié)

、護軸管、活節(jié)等失速報警裝置

在風機葉輪前機殼上設(shè)有一對差壓取樣管，與就地差壓開關(guān)一起構(gòu)成一套失速報警裝置，其設(shè)定失速報警值為50mbar，當該壓差值達到50mbar時，差壓變送器將差壓信號遠傳至DCS系統(tǒng)風機報警，此時通過DCS系統(tǒng)微調(diào)葉片開度，從而避開失速區(qū)，使風機回到正常工作區(qū)域運行。

振動測量裝置

安裝法一：測振探頭安裝在風機機殼中分法蘭上，反映放大后的軸承振動值，在實現(xiàn)軸承振動監(jiān)測的同時，也實現(xiàn)了喘振保護。安裝法二：測振探頭直接安裝在風機主軸承箱殼體上，反映主軸承箱的振動值，在實現(xiàn)軸承振動監(jiān)測的同時，也可實現(xiàn)了喘振保護。熱工測點布置AP風機控制順序圖增壓風機AP風機的PID圖優(yōu)越的氣動性能

AP風機葉輪的設(shè)計是經(jīng)過三元流計算和大量的試驗研究后確定的。其中：葉片為三維扭曲等強度葉片；輪轂為獨特的高效球面（如圖）輪轂，使動葉在任何工作位置，其葉根間隙都保持不變，因而，葉輪的氣流損失少，氣動效率高，作功能力強，具有很高的壓力系數(shù)和風量系數(shù)。氣動效率高不同葉輪結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍寬、效率高

AP風機動葉為機翼型（實心），能在－36°~+20°的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)（其他技術(shù)動葉調(diào)節(jié)范圍一般為－30°~+15°），因而其調(diào)節(jié)范圍寬；尤其是AP風機性能曲線的等效線呈長橢圓分布且其長軸幾乎與鍋爐管網(wǎng)阻力曲線平行，因此，能保證TB點、BMCR點及ECR點均落在高效區(qū)內(nèi)，特別適合于作帶調(diào)峰負荷的鍋爐機組的風機。

KKK具有完備的試驗設(shè)備和最先進的測試方式，有豐富的機型，動葉與導葉葉型和輪轂比的優(yōu)化組合，能高效復蓋任何運行工況，從而反應度高，調(diào)節(jié)范圍大，效率高，不易進入失速喘振區(qū)，運行安全性極高。結(jié)合性能曲線有效防止泄漏

一、控制油壓低

AP系列動葉可調(diào)軸流風機與國際知名品牌同類產(chǎn)品相比，調(diào)節(jié)動葉的工作油采用的壓力最低，因而對于防止泄漏、延長設(shè)備使用壽命、提高設(shè)備可靠性等問題，創(chuàng)造了更加優(yōu)越的條件。用于300MW機組AP動調(diào)的調(diào)節(jié)油壓僅13bar,在目前國際同類產(chǎn)品中是最小的，其他技術(shù)的動調(diào)的調(diào)節(jié)油壓一般在25bar以上，增壓風機調(diào)節(jié)油壓一般為4-8WPa。原因：1、油缸在輪轂之外隨輪轂一起旋轉(zhuǎn)，故可以將油缸體積做大，就可降低油壓；液壓伺服裝置的旋轉(zhuǎn)密封放于動壓頭芯軸和外殼處而易解決；

2、獨特結(jié)構(gòu)（曲柄力臂短、關(guān)節(jié)軸承與鐵基自潤滑滑塊、平衡錘結(jié)構(gòu)獨特、葉柄與曲柄軸系精巧）能有效克服動葉關(guān)閉力矩和調(diào)節(jié)力矩，使得控制油壓最低。二、獨特密封技術(shù)

油缸和主軸承箱的獨特密封技術(shù)。葉片的可選擇性

AP動葉可調(diào)軸流風機針對不同的工作條件，可提供鑄鋁、鍛鋁、球墨鑄鐵和鍛鋼的動葉片（在國內(nèi)鑄造技術(shù)不太穩(wěn)定的情況下，我廠一般推薦航空鍛鋁和鍛鋼的動葉片）。防止葉柄軸及曲柄軸承卡澀的措施

專門針對脫硫增壓風機葉柄軸進灰、卡澀、腐蝕等問題，設(shè)計了KKK技術(shù)所獨有的精巧的雙重密封結(jié)構(gòu)，有效解決葉柄軸進灰、卡澀、腐蝕等問題。曲柄組與中介環(huán)結(jié)合處采用關(guān)節(jié)軸承和滑套，滑套材質(zhì)為鐵基干潤滑軸承合金，其為自潤滑，無需潤滑油脂，從而保證結(jié)合處的轉(zhuǎn)動始終靈活和準確。增壓風機葉片安裝及調(diào)節(jié)開度的一致性

葉柄軸與曲柄組用鍵定位及傳力、葉柄軸上的定位鍵與葉片安裝0°角的精確定位、葉柄軸轉(zhuǎn)動中心與滑塊中心的精確定位來確定了所有葉片安裝角度及調(diào)節(jié)開度的一致性，安裝時無需調(diào)節(jié)葉片安裝角度的專用工具（而有些其他技術(shù)的葉柄軸與曲柄組用螺母聯(lián)結(jié)，無鍵定位，故需調(diào)節(jié)葉片安裝角度的專用工具）。技術(shù)先進性的保證

我廠已與德國KKK公司成立合資公司，從而動靜調(diào)風機的技術(shù)先進性和可靠性有了根本的保障。KKK公司為我廠提供的技術(shù)支持擔保函KKK公司為我廠提供的技術(shù)支持擔保函譯文

德國AktiengesellschaftKuhnle,Kopp&Kausch公司（以下簡稱KKK）愿意與成都電力機械廠（以下簡稱CPMW）就為中國境內(nèi)電廠提供AN系列靜葉可調(diào)軸流風機和AP系列動葉可調(diào)軸流風機進行合作。KKK將至少提供a)AN系列轉(zhuǎn)子的葉輪和主軸承裝配給CPMW

提供用戶要求的其它轉(zhuǎn)子部件。b)AP系列轉(zhuǎn)子部件及（油缸）尺寸為400，630和800的液壓伺服機構(gòu)。設(shè)計將按照KKK擬訂的德國DIN/VDI標準執(zhí)行。KKK在此保證KKK系統(tǒng)之AN系列及AP系列風機，具有最新技術(shù)和最高質(zhì)量并且適用于電廠服務，風機選型將按照客戶提供的設(shè)備規(guī)范執(zhí)行。KKK將負責風機整個的選型、性能、技術(shù)參數(shù)和完整設(shè)計，并且保證風機在工程設(shè)計和技術(shù)上無缺陷。KKK將進一步對在供貨范圍內(nèi)的原材料和生產(chǎn)工藝的完美負責。CPMW將確保在其供貨范圍之內(nèi)所有的材料、勞力和機器設(shè)備均符合由KKK提供的圖紙和技術(shù)規(guī)范的具體要求。CPMW將保證在其供貨范圍之內(nèi)由KKK檢驗部分的材料和生產(chǎn)工藝的完美。（CPMW與KKK）雙方的合作協(xié)議在中國長期有效。日期：2003年10月2日于FrankenthalAktiengesellschaftKuhnle,Kopp&Kausch公司

CEOKKK公司為我廠提供的技術(shù)支持擔保函

(英文)總體對比表格

動葉可調(diào)軸流風機技術(shù)之間的對比

KKK動調(diào)軸流風機技術(shù)其他廠家動調(diào)軸流風機技術(shù)備注1氣動性能風機等效線呈長橢圓形分布，其長軸幾乎與系統(tǒng)管網(wǎng)阻力曲線平行，風機運行效率高，結(jié)構(gòu)合理，葉輪氣流損失小，氣動效率高，具有較高的的壓力、流量系數(shù)高，所以風機型號及尺寸較小，重量輕。壓力、流量系數(shù)較低，在相同參數(shù)情況下選型，風機型號、尺寸偏大，重量重。

2葉片調(diào)節(jié)角度-36°～20°，調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)精度高，調(diào)節(jié)性能好。-30°～15°調(diào)節(jié)范圍較窄，調(diào)節(jié)精度較低，調(diào)節(jié)性能一般。

3葉柄采用42CrMo精密鍛件?？估瓘姸雀撸Y(jié)構(gòu)合理，有徑向和推力球軸承分別承受離心力和調(diào)節(jié)控制力，靈活、輕巧不需維護加油；有精確定位件實現(xiàn)自動定位，不必逐一調(diào)整葉片角度。采用鍛件，葉片需要逐一調(diào)整角度，工序復雜且精度不高。

4葉片材料為航空鍛鋁DL5，三維扭曲等強度葉片，精密鍛造，強度高。鑄鋁件，材質(zhì)疏松，易發(fā)生葉片斷裂事件，使用壽命短。

5輪轂采用35CrMo鍛鋼件，獨特的高效球面輪轂，使動葉片在任何轉(zhuǎn)動角度，其葉根間隙都保持不變，密封性好，效率高；且葉片迎風面設(shè)有減小氣體流動的阻流鼻，葉輪流動損失小，氣動效率高。普通低碳鋼焊接結(jié)構(gòu)件，圓柱面輪轂，與葉片底部間隙大，密封性差，葉輪流動損失大。

6殼體厚度較厚，結(jié)構(gòu)剛性好剛性好，運行穩(wěn)定、振動小較薄，剛性一般。

7油泄漏控制油壓小于20bar，對液壓件要求較低，從根本上降低漏油的可能性。德國KKK原裝進口油缸，缸徑大，油壓低，采用油壓卸載、回收及多重密封，防滲漏性能十分可靠，杜絕油泄漏事件?？刂朴蛪?5bar，對液壓件要求高，國產(chǎn)油缸，密封性能較差，無法杜絕漏油。有大量漏油報告。

8平衡錘無平衡錘，由合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及油壓平衡葉片關(guān)閉力矩，轉(zhuǎn)動慣量小，大大減輕軸承實際承載，提高其使用壽命。每個葉柄軸上均設(shè)平衡錘，用以平衡葉片產(chǎn)生的回復力矩，離心力大，體積大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大，影響軸承、電機使用壽命。

9軸承座風機驅(qū)動端無軸承座，而在葉輪端設(shè)一整體軸承座，該軸承座嵌裝于機殼導流筒內(nèi)，安裝檢修非常方便。老式結(jié)構(gòu)，為早期引進技術(shù)。

10檢修檢修時只需拆吊出上半部機殼（約2000kg左右），即可拆除中間軸完成軸承座的安裝與拆卸，安裝時由膜片式聯(lián)軸器直接找正，簡單方便。檢修過程及拆裝方式較復雜。

良好的可靠性指標2002年、2003年、2004年中電聯(lián)“電力可靠性指標發(fā)布”

制造廠家

統(tǒng)計臺數(shù)（臺）運行系數(shù)（%）可用系數(shù)（%）非計劃停運率（%）設(shè)備因素影響

非停小時*%**上海鼓風機廠33380.82193.8340.0934.3766.87沈陽鼓風機廠22977.51792.7210.0753.2864.68成都電力機械廠11482.8994.8770.0331.3756.65俄羅斯5274.00792.6640.0764.6294.07美國3090.34295.8780.0110.1618.53武漢風機廠2671.7395.5920.063.1282.65日本三菱（MHI）2285.35293.0350.0020.000.00德國2083.09392.9750.0211.51100.00捷克1281.78994.2820.0110.79100英國1279.30793.2210.0050.1445.