一次風機講課

一次風機作用：

一次風的作用是用來輸送和干燥煤粉，并供給燃料燃燒初期所需的空氣。

大氣經(jīng)消聲器垂直進入兩臺軸流式一次風機，經(jīng)一次風機提壓后分成兩路；一路進入磨煤機前的冷一次風管；另一路進入空預熱器的一次風分倉進行加熱，加熱后進入磨煤機前的熱一次風管，熱風和冷風在磨煤機前混合。

第1頁/共38頁第一頁，共39頁。在冷一次風和熱一次風管出口處都設有調節(jié)擋板和電動擋板來控制冷熱風的風量，保證磨煤機總的一次風量和出口溫度在要求范圍內。合格的煤粉經(jīng)煤粉管道由一次風送至爐膛燃燒。一次風機的流量主要取決于燃燒系統(tǒng)所需的一次風量和空氣預熱器的漏風量。第2頁/共38頁第二頁，共39頁。一次風機工作原理

流體沿軸向流入葉片通道，當葉輪在電機的驅動下旋轉時，旋轉的葉片給繞流流體一個沿軸向的推力（葉片中的流體繞流葉片時，根據(jù)流體力學原理，流體對葉片作用有一個升力，同時由作用力和反作用力相等的原理，葉片也作用給流體一個與升力大小相等方向相反的力，即推力），此葉片的推力對流體做功，使流體的能量增加并沿軸向排出。葉片連續(xù)旋轉即形成軸流式風機的連續(xù)工作。第3頁/共38頁第三頁，共39頁。軸流式一次風機結構第4頁/共38頁第四頁，共39頁。

第5頁/共38頁第五頁，共39頁。一次風機的葉輪為雙級葉輪葉輪是風機的主要部件之一，氣體通過葉輪的旋轉獲得能量，然后離開葉輪作螺旋線的軸向運動。該風機葉輪為焊接結構，這種葉輪比起鑄造輪轂可承受較大的離心應力，因而可以提高轉速，縮小風機尺寸。一次風機與送風機結構基本相同，只是一次風機葉片為雙級葉輪。第6頁/共38頁第六頁，共39頁。第7頁/共38頁第七頁，共39頁。一次風機啟動前檢查油站運行正常，風機液壓油及潤滑油、電機潤滑油正常。油站冷卻器冷卻水投入正常。檢查風機聯(lián)軸器聯(lián)接正常。檢查動片角度與指示位置相符，關閉動葉潤滑油箱油溫度≥25℃。有兩到三臺磨煤機冷風關斷擋板打開，冷風調節(jié)擋板開度>30%，磨出口門打開，以保證一次風形成暢通的風道。風機低溫下長時間沒有運轉，在運行前，油系統(tǒng)至少提前兩小時運轉。任一密封風機已經(jīng)啟動。第8頁/共38頁第八頁，共39頁。一次風機啟動條件一次風機出口擋板關閉。一次風機入口動葉開度≤5%?？疹A器至少一臺運行。任一引風機運行。任一送風機運行。一次風機電機潤滑油供油流量不低一次風機電機潤滑油供油壓力不低第9頁/共38頁第九頁，共39頁。一次風機液壓油供油泵壓力不低一次風機軸承溫度、電機軸承溫度、電機線圈溫度不高。一次風機任一潤滑油泵運行一次風機無跳閘條件。第10頁/共38頁第十頁，共39頁。一次風機跳閘條件MFT動作。兩臺送風機全停。兩臺引風機全停。兩臺空預器全停，延時5S。液壓油或潤滑油壓低低。風機X或Y向軸承振動高和高高全來。風機運行60秒后出口擋板關閉。第11頁/共38頁第十一頁，共39頁。正常運行檢查項目一次風機液壓潤滑油箱油位應保持在1/3～2/3范圍內，發(fā)現(xiàn)油位不正常降低、升高應立即查找油位降低、升高的原因并進行處理。通過油箱油面鏡觀察油箱內油質應透明，無乳化和雜質，油面鏡上無水汽和水珠。監(jiān)視潤滑油溫度正常，當油箱油溫小于25℃時，電加熱器自動投入，當油箱油溫大于35℃時，電加熱器自動退出。第12頁/共38頁第十二頁，共39頁。動葉調節(jié)油壓正常調整在2.5MPa－3.5MPa，軸承潤滑油壓在0.35-0.4MPa，油站濾網(wǎng)前后差壓低于0.05MPa，軸承潤滑油供油溫度調整在30～40℃，軸承潤滑油流量應大于3L/min。一次風機油系統(tǒng)無滲漏，油站冷油器冷卻水管道無泄漏，冷卻水暢通。一次風機正常運行工況點在失速最低線以下，動葉調節(jié)范圍45度，遙控和就地開度指示一致，以確保風機運行中無喘振，一次風機電機不過載一次風機及電機運行中無異音，內部無碰磨、刮卡現(xiàn)象。一次風機電機線圈溫度不超過115℃，一次風機電機及相應的電纜無過熱冒煙，著火現(xiàn)象，現(xiàn)場無絕緣燒焦氣味，發(fā)現(xiàn)異常應立即查找根源進行處理第13頁/共38頁第十三頁，共39頁。主軸承溫度，至少2小時檢查記錄一次（新安裝或大修初次啟動應每隔半小時檢查記錄一次，運行有異常時，檢查記錄時間間隔酌情掌握）。主軸承溫度不得超過80℃經(jīng)常檢查主軸承箱振動值正常，振動速度有效值不超過10mm/s，否則停止風機運行電機油站油箱油位正常，油質良好。電機潤滑油站過濾器壓差≤0.2MPa，否則報警，應及時切換、清掃。電機潤滑油箱油溫高≥40℃報警，油溫偏高時應檢查冷卻水投入情況。電機潤滑油溫度一般正常為38～42℃，不得超過50℃。電機軸承溫度正常在40～50℃范圍內。電機繞組溫度正常在50～70℃范圍內。第14頁/共38頁第十四頁，共39頁。電機潤滑油壓在0.2～0.4MPa范圍。電機潤滑油流量正常，電機前后軸承油位正常。風機周圍無雜物影響風機運行調整。風機地腳螺栓及固定部件應無松動，調節(jié)伺服機傳動機構無松動脫開現(xiàn)象。第15頁/共38頁第十五頁，共39頁。一次風機失速與喘振介紹喘振，顧名思義就象人哮喘一樣，風機出現(xiàn)周期性的出風與倒流，相對來講軸流式風機更容易發(fā)生喘振，嚴重的喘振會導致風機葉片疲勞損壞，出現(xiàn)喘振的風機大致現(xiàn)象如下：1、電流減小且頻繁擺動、出口風壓下降擺動。2、風機聲音異常噪聲大、振動大、機殼溫度升高、引送風機喘振動使爐膛負壓波動燃燒不穩(wěn)。第16頁/共38頁第十六頁，共39頁。一次風機發(fā)生喘振的常見原因1煙風道積灰堵塞或煙風道擋板開度不足引起系統(tǒng)阻力過大。（我們有碰到過但不多）2兩風機并列運行時導葉開度偏差過大使開度小的風機落入喘振區(qū)運行（我們常碰到的情況是風機導葉執(zhí)行機構連桿在升降負荷時脫出，使兩風機導葉調節(jié)不同步引起大的偏差）3風機長期在低出力下運轉。4一般的處理原則是調整負荷、關小高出力風機的導葉開度使風機出力相近，再根據(jù)上面所說的可能原因進行查找再作相應處理。第17頁/共38頁第十七頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因當風機處于正常工況工作時，沖角等于零，而繞翼型的氣流保持其流線形狀，如圖示：第18頁/共38頁第十八頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因隨著動葉角度開大，當氣流與葉片進口形成正沖角時，隨著沖角的增大，在葉片后緣點附近產(chǎn)生渦流，而且氣流開始從上表面分離。當正沖角超過某一臨界值時，氣流在葉片背部的流動遭到破壞，升力減小，阻力卻急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“旋轉脫流”或“失速”。第19頁/共38頁第十九頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因如果脫流現(xiàn)象發(fā)生在風機的風道內，則脫流將對風道造成堵塞，使風道內的阻力增大，同時風壓也隨之而迅速降低。風機的葉片由于加工及安裝等原因不可能有完全相同的形狀和安裝角，同時流體的來流流向也不完全均勻。因此當運行工況變化而使流動方向發(fā)生偏離時，在各個葉片進口的沖角就不可能完全相同，第20頁/共38頁第二十頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因如果某一葉片進口處的沖角達到臨界值時，就首先在該葉片上發(fā)生脫流，而不會所有葉片都同時發(fā)生脫流。如圖示：假設在葉道2首先由于脫流而出現(xiàn)氣流阻塞現(xiàn)象，葉道受堵塞后，通過的流量減少，在該葉道前形成低速停滯區(qū)，于是原來進入葉道2的氣流只能分流進入葉道1和3。第21頁/共38頁第二十一頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因這兩股分流來的氣流又與原來進入葉道1和3的氣流匯合，從而改變了原來的氣流方向，使流入葉道1的氣流沖角減小，而流入葉道3的沖角增大，由此可知，分流的結果將使葉道1內的繞流情況有所改善，脫流的可能性減小，甚至消失，而葉道3內部卻因沖角增大而促使發(fā)生脫流，葉道3內發(fā)生脫流后又形成堵塞，使葉道3前的氣流發(fā)生分流，第22頁/共38頁第二十二頁，共39頁。風機失速產(chǎn)生的原因其結果又促使葉道4內發(fā)生脫流和堵塞，這種現(xiàn)象繼續(xù)下去，使脫流現(xiàn)象所造成的堵塞區(qū)沿著與葉輪旋轉相反的方向移動。試驗表明，脫流的傳播相對速度W1遠小于葉輪本身旋轉角速度W，此種現(xiàn)象稱為“旋轉脫流”或“旋轉失速”。第23頁/共38頁第二十三頁，共39頁。風機失速的測量第24頁/共38頁第二十四頁，共39頁。風機失速的測量一次風機、送風機失速差壓動作值200Pa，引風機失速動作150Pa當風機的工作點落在旋轉脫流區(qū)，葉輪前的氣流除了軸向流動之外，還有脫流區(qū)流道阻塞成氣流所形成的圓周方向分量。于是，葉輪旋轉時先遇到的測壓孔，即鎘片前的測壓孔壓力高，而鎘片后的測壓孔的氣流壓力低，產(chǎn)生了壓力差，一般失速探頭產(chǎn)生的壓力差達245～392Pa，即報警，風機的流量越小，失速探頭的壓差越大，由失速探頭產(chǎn)生的壓差發(fā)出信號，然后由測壓管接通一個壓力差開關（繼電器），壓力差開關將報警電路系統(tǒng)接通發(fā)出報警，操作人員及時采取排除旋轉脫流的措施。第25頁/共38頁第二十五頁，共39頁。風機失速的危害風機進入不穩(wěn)定工況區(qū)運行，葉輪內將產(chǎn)生一個到數(shù)個旋轉脫流區(qū)，葉片依次經(jīng)過脫流區(qū)要受到交變應力的作用，這種交變應力會使葉片產(chǎn)生疲勞。葉片每經(jīng)過一次脫流區(qū)將受到一次激振力的作用，此激振力的作用頻率與旋轉脫流的速度成正比，當脫流區(qū)的數(shù)目2、3、、、、時，則作用于每個葉片的激振力頻率也作2倍、3倍、、、、的變化。如果這一激振力的作用頻率與葉片的固有頻率成整數(shù)倍關系，或者等于、接近于葉片的固有頻率時，葉片將發(fā)生共振。此時，葉片的動應力顯著增加，甚至可達數(shù)十倍以上，使葉片產(chǎn)生斷裂。一旦有一個葉片疲勞斷裂，將會將全部葉片打斷，因此，應盡量避免泵與風機在不穩(wěn)定工況區(qū)運行。第26頁/共38頁第二十六頁，共39頁。風機喘振產(chǎn)生的原因軸流風機在不穩(wěn)定工況區(qū)運行時，還可能發(fā)生流量、全壓和電流的大幅度的波動，氣流會發(fā)生往復流動，風機及管道會產(chǎn)生強烈的振動，噪聲顯著增高，這種不穩(wěn)定工況稱為喘振。第27頁/共38頁第二十七頁，共39頁。風機喘振產(chǎn)生的原因左圖為軸流風機Q－H性能曲線，若用節(jié)流調節(jié)方法減少風機的流量，如風機工作點在K點右側，則風機工作是穩(wěn)定的。當風機的流量Q<QK時，這時風機所產(chǎn)生的最大壓頭將隨之下降，并小于管路中的壓力，因為風道系統(tǒng)容量較大，在這一瞬間風道中的壓力仍為HK，因此風道中的壓力大于風機所產(chǎn)生的壓頭使氣流開始反方向倒流，由風道倒入風機中，工作點由K點迅速移至C點。第28頁/共38頁第二十八頁，共39頁。風機喘振產(chǎn)生的原因但是氣流倒流使風道系統(tǒng)中的風量減小，因而風道中壓力迅速下降，工作點沿著CD線迅速下降至流量Q=0時的D點，此時風機供給的風量為零。由于風機在繼續(xù)運轉，所以當風道中的壓力降低到相應的D點時，風機又開始輸出流量，為了與風道中壓力相平衡，工況點又從D跳至相應工況點F。只要外界所需的流量保持小于QK，上述過程又重復出現(xiàn)。如果風機的工作狀態(tài)按FKCDF周而復始地進行，這種循環(huán)的頻率如與風機系統(tǒng)的振蕩頻率合拍時，就會引起共振，風機發(fā)生了喘振。第29頁/共38頁第二十九頁，共39頁。風機喘振的測量軸流風機在葉輪進口處裝置喘振報警裝置，該裝置是由一根皮托管布置在葉輪的前方，皮托管的開口對著葉輪的旋轉方向。在正常情況下，皮托管所測到的氣流壓力為負值，因為它測到的是葉輪前的壓力。但是當風機進入喘振區(qū)工作時，由于氣流壓力產(chǎn)生大幅度波動，所以皮托管測到的壓力亦是一個波動的值。當運行工況超過喘振極限時，通過皮托管與差壓開關，利用聲光向控制臺發(fā)出報警信號，要求運行人員及時處理，使風機返回正常工況運行。一次風機、送風機采取失速測量裝置，引風機采取喘振測量裝置第30頁/共38頁第三十頁，共39頁。風機喘振的危害風機在喘振區(qū)工作時，流量急劇波動，產(chǎn)生氣流的撞擊，使風機發(fā)生強烈的振動，噪聲增大，而且風壓不斷晃動，風機的容量與壓頭越大，則喘振的危害性越大。喘振的發(fā)生會破壞風機與管道的設備，威脅風機及整個系統(tǒng)的安全性。第31頁/共38頁第三十一頁，共39頁。風機失速和喘振的區(qū)別旋轉脫流與喘振的發(fā)生都是在Q－H性能曲線左側的不穩(wěn)定區(qū)域，所以它們是密切相關的，但是旋轉脫流與喘振有著本質的區(qū)別。旋轉脫流發(fā)生在如圖所示的風機Q－H性能曲線峰值以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域；而喘振只發(fā)生在Q－H性能曲線向右上方傾斜部分。旋轉脫流的發(fā)生只決定葉輪本身葉片結構性能、氣流情況等因素，與風道系統(tǒng)的容量、形狀等無關。旋轉對風機的正常運轉影響不如喘振這樣嚴重。失速是引發(fā)喘振的前因，但失速不一定會喘振，喘振是失速惡化的宏觀表現(xiàn)。第32頁/共38頁第三十二頁，共39頁。風機失速和喘振的區(qū)別失速和喘振是兩種不同的概念，失速是葉片結構特性造成的一種流體動力現(xiàn)象，它的一些基本特性，例如：失速區(qū)的旋轉速度、脫流的起始點、消失點等，都有它自己的規(guī)律，不受風機系統(tǒng)的容積和形狀的影響。喘振是風機性能與管道裝置耦合后振蕩特性的一種表現(xiàn)形式，它的振幅、頻率等基本特性受風機管道系統(tǒng)容積的支配，其流量、壓力功率的波動是由不穩(wěn)定工況區(qū)造成的，但是試驗研究表明，喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)總是與葉道內氣流的脫流密切相關，而沖角的增大也與流量的減小有關。所以，在出現(xiàn)喘振的不穩(wěn)定工況區(qū)內必定會出現(xiàn)旋轉脫流。第33頁/共38頁第三十三頁，共39頁。風機失速和喘振的處理風機發(fā)生喘振立即將風機動葉控制置于手動方式，關小另一臺未失速風機的動葉，適當關小失速風機的動葉，同時協(xié)調調節(jié)引、送風機，維持爐膛負壓在允許范圍內。若風機并列操作中發(fā)生喘振，應停止并列，盡快關小失速風機動葉，查明原因消除后，再進行并列操作。若因風煙系統(tǒng)的風門、擋板被誤關引起風機喘振，應立即打開，同時調整動葉開度。若風門、擋板故障，立即降低鍋爐負荷，聯(lián)系檢修處理；若為吹灰引起，立即停止。經(jīng)上述處理喘振消失，則穩(wěn)定運行工況，進一步查找原因并采取相應的措施后，方可逐步增加風機的負荷；經(jīng)上述處理后無效或已嚴重威脅設備的安全時，應立即停止該風