動葉可調引風機失速與喘振原因分析與處理

張 成

（華電國際萊城發電廠，山東 萊蕪 271100）

動葉可調引風機失速與喘振原因分析與處理

張 成

（華電國際萊城發電廠，山東 萊蕪 271100）

針對某廠330MW機組高負荷及低負荷下出現兩臺引風機“搶風”現象，通過分析提出防止該現象的技術措施，成功避免因風機“搶風”降低機組出力、鍋爐滅火的發生。

引風機；失速；動葉可調；喘振；搶風；穩燃

某廠330MW機組鍋爐采用型號為B&BW-1196/17.5-M的汽包爐。爐膛采用平衡通風系統，選用兩臺動葉可調軸流式引風機，引風機為SAF型電站動葉可調軸流引風機，型號為SAF30.5-21.1-1，失速與喘振是動葉可調引風機常見故障。

一、引風機工作原理

引風機是以機翼升力原理為基礎，被輸送提升增壓的流體是沿軸向流動的，如圖1所示。

圖1 翼型繞流原理

引風機葉片似機翼，也稱翼型葉片，當流體繞過翼型時，在翼型頂端A處將流體分成兩段，一股經翼型下表面，另一股流經翼型上表面，在經翼型上、下表面后，同時在翼型尾端B點匯合，因翼型下表面路徑比上表面長，故下表面流速大于上表面，流體對翼型上表面產生一個向下的作用力F。同時翼型對于流體也將產生一個反作用力F′，F與F′大小相等、方向相反，作用在流體上。當風機葉片在流體中高速轉動時，流體在葉片上下表面產生急速相對繞流，葉片對流體就產生如上述的F′作用力，在此力作用下，流體就壓升到一定高度，這就是引風機輸送和提升流體的基本原理。

二、引風機搶風原因分析

1.事發時工況分析

2011年6月20日，機組負荷250MW，1A引風機發生搶風事件，事發參數如表1所示。

表1 搶風時運行參數

事發時機組無大幅度運行操作調整，排除了運行操作問題，各自動處于平穩運行，無大幅度自動調節。在事發前3min鍋爐增加了17t煤，無其它操作，事發前后兩臺引風機壓升參數如表2所示。

表2 引風機壓升

因事發階段引風機動葉實際開度沒有數據，根據現階段引風機運行工況與動葉開度進行分析計算，事發時引風機動葉開度在5°左右，引風機壓升6.1kPa，根據引風機Q-H曲線，此時引風機處于工況區域，應該發生了搶風。

2.引風機運行

（1）旋轉失速。

引風機動葉片前后出現差壓，在氣體都不變工況下，其差壓取決于動葉沖角а（流體速度方向與翼型前緣點連接線組成的翼弦之間的夾角）的大小。

運作中的引風機，由于動葉片加工的誤差，安裝動葉片時角度的誤差以及氣流的流向在葉輪入口不完全一

致，所以當氣流的沖角達到臨界值附近時，可能會在葉片上發生失速產生脫流。

（2）喘振。

喘振的發生會破壞風機與管道的設備，威脅風機及整個系統的安全，如圖2所示。采用節流降低風機流量，當風機工作在K點右側的時候，此時的風機運行是正常穩定的，當風機流量Q＜Q0時，這個狀態軸流風機出口產生的最大壓頭是下降趨勢的，管道中的壓力大于出口風壓，但是由于風道系統的容量比較大，此時風道中的壓力H沒有變化。所以風機所產生的壓頭小于風道中的壓力，從而使得氣流產生反方向倒流運行，風倒流進入運行風機中，風機工作點將由K點快轉移至C點。風道系統中的風量由于故障風機氣流倒流而迅速減少，于是風道壓力立即降低，風機工作點就順著CD線迅速下降至流量Q為0時的D點，送風量降低到零，但是風機仍在繼續運行，繼續送出流量，工況點又從D點跳至對應的工況點F，如果機組要求的流量仍低于Qk，上述過程又會重復出現，如果風機工作狀態按照FKCDF周而復始地進行，這種循環的頻率如與風機系統的震蕩頻率合拍時就會引起共振，風機發生了喘振。

圖2 引風機的Q-H性能曲線

旋轉失速與喘振在調機運行時，只要條件滿足均可發生，而“搶風”現象是兩臺并列運行所獨有的，其實質是其中一個風機發生了旋轉失速，流體在風道系統中不能有效流出所導致。

三、防止引風機搶風的技術措施

（1）嚴格按照風機廠家給出的安裝說明書進行安裝，尤其是動葉片，避免動葉裝反。

（2）入爐煤盡量保持干燥，這樣煙氣中飛灰濕度小，不易附著在空預器傳熱元件上，空預器差壓小，兩側風機出力在調平后不易發生“搶風”現象。

（3）加強吹灰工作，尤其是空預器吹灰，必要時適當提高吹灰壓力?？疹A器堵灰嚴重時，風機壓頭增大，風量一定的前提下，低負荷時極易發生“搶風”現象。

（4）為避免鍋爐引風機發生這種現象，在點火或低負荷運行時，盡量避免兩臺引風機并聯運行。

（5）利用停機檢修有利時機，清除風道內積灰等雜物，保持兩側風道通暢、阻力相同。

（6）根據長期以來B除塵器差壓高、A側排煙溫度高于B側就可以初步判斷處兩個引風機出力不均。

（7）機組停運時，檢查引風機動葉調節機構各部件無卡澀，靈敏度一致，尤其是伺服閥和調節桿，做動葉動態試驗合格后方可投入使用。

（8）定期更換引風機液壓油，確保油質合格、無雜物。

四、并列運行引風機“搶風”后的處理

（1）發現運行中的引風機“搶風”，根據負荷情況及時調整機組出力值，使單臺風機在最大出力所對應的負荷下運行，但應避免超出力運行，同時確保爐膛負壓、氧量在規定范圍內。

（2）嚴密監視各燃燒器活檢，發現燃燒不穩時及時投油穩燃，避免鍋爐滅火。

（3）調整引風機動葉過程一定要謹慎、緩慢操作，防止發生兩臺引風機輪流“搶風”，就地檢查引風機動葉調整機構是否發生故障，主要是連桿機構和液壓調節有回油量，如回油量大很可能是調整機構銅套發生故障所致。

（4）引風機“搶風”時，電流較小、出口風壓較小的引風機時出力小或不出力的，而該引風機動葉開度值100%。此時應將其動葉逐漸關小，同時注意負壓變化，當關至較小開度后，緩慢開大動葉增加出力，如出口風壓逐漸增大，說明該風機已經逐步帶上負荷，否則將動葉開度再調小，然后進行比例操作。同時逐漸關小出力大的風機動葉開度，保持二次風箱壓力或二次風壓溫度。當出力小的引風機出口風壓接近另一臺風機出口風壓時，調節要放緩，間隔30s后進行，防止并列后二次風量大幅度增大，總風量的突然增加會導致爐膛負壓冒正、燃燒不穩。

（5）將兩臺運行的引風機電流調整一致，兩臺引風機并列運行，調節機組負荷值給定值。

（6）如引風機調節機構發生故障，運行中無法消除，可擇機停機處理或停運故障風機。停運故障風機前要將該風機出口擋板就地逐漸關小，投入油槍穩定燃燒，調整爐膛負壓至200～300Pa，當出口擋板關至30%左右時，就地迅速關閉出口擋板，故障風機停運后再做處理。

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