轴流式风机失速原因分析及处理
轴流式风机失速原因分析及处理
严晓勇
国电福州发电有限公司, 福建福清 350309
[摘 要] 针对在调试及机组投运后引、送、一次风机均出现过的失速现象, 分析了造成失速的原因, 并通过对失速前后风机运行参数的分析比对, 提出了相应的预防和处理措施。[关 键 词] 轴流式风机; 一次风机; 失速; 叶轮; 叶片[中图分类号] T K229. 2
[文献标识码] B [文章编号] 1002-3364(2009) 04-0044-03
[DOI 编号] 10. 3969/j. issn. 1002-3364. 2009. 04. 044
ANALYSIS AND PREVENTION OF AXIAL FLOW FAN STALL
YAN Xiao -yong
Guodian Fuz hou Pow er Gen eration Co. , Ltd. , Fuqing 350309, Fu jian Province, PRC
Abstract:Ax ial flow ID fan, FD fan and PA fan are usually used in 600MW and higher capacity g enera -ting units. The stall faults of these fans o ccurred during generating unit com mission or operation are analy zed, lay ing emphasis on treating and preventio n o f PA fan stall. Furtherm ore, a co unterm easur e is proposed against the fan stall through analy sis and com pariso n of the fan operation data before and af -ter stall.
Key words:axial flow fan; PA fan; stall; im peller; blade
1 轴流风机的失速及其危害
图1为轴流风机的性能曲线, 它由失速界线分为两个区域。在失速线的右下方为稳定运行区域, 在失速线的左上方为不稳定工作区域即失速区域。当轴流式风机进入到不稳定区运行时, 在轴流风机叶轮的环形叶栅上将产生一个到数个失速区, 且这些失速区会沿着与叶轮旋转相反的方向在叶片间传递, 称为旋转失速。
失速是由于叶片吸力面发生了附面层分离(脱流) , 使叶片产生的升力突减所致。失速会造成流道的堵塞, 并使叶片前后的压力发生变化,
对轴流风机的安
图1 轴流风机性能曲线
全运行是一个威胁。在旋转失速情况下, 脱流区依次经过每个叶片, 叶片每遇一次失速就会受到一次激振
收稿日期: 2008-08-15作者简介: 严晓勇(1973-) , 男, 甘肃天水人, 工程师, 从事火电厂生产运行工作。E -m ail:jyfpc@163. com
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力的作用, 从而使叶片受到交变力的作用, 叶片的动应台动叶调节工况不好的风机失速。
力增加, 致使叶片发生疲劳损坏。若此交变力的频率与叶片自振频率合拍, 则将使叶片产生共振, 造成叶片3 一次风机的失速
折断。
送风机、引风机一般情况下较少发生失速, 失速的2 风机失速的原因
原因也较为简单, 多是因2台风机流量不平衡、动叶调节差、特性不匹配造成, 并多半发生在炉膛负压、炉膛(1) 风机在一定的动叶角下运行, 如果由于某种原风量大幅波动, 或者是在加减负荷过程中, 且失速后也因, 母管风压突升, 风机流量下降, 这样在动叶角度还较易处理。在实际运行中, 一次风机失速的后果很严未发生变化之前, 压力迅速攀升, 以致于超出失速线而重, 再次并列运行也较困难, 因此本文重点讨论一次风进入失速区运行。对于并联运行的2台风机, 如果其机的失速预防及失速后的处理。
中一台动叶调节性能不好, 这台风机就有可能先失速。(2) 风机正常运行中流量异常降低、一次风压突升3. 1 一次风机失速案例
都可能导致风机失速。福州发电公司600M W 机组图2是典型的一次风机失速情况的参数曲线图。在3台或4台磨煤机运行, 负荷在200~450M W 之从图2可以清楚地看到一次风机失速前后各参数变化间, 在受到外部突发因素的影响下, 风机流量极可能落情况,
以及失速产生及处理的全过程。
在风机特性曲线的驼峰段, 故极易发生风机失速。
(3) 风机出口挡板销子脱落或断裂等原因导致其突然关闭或部分关闭, 动叶调节未能跟上压力的突变, 在压力波动及动叶自动调整过程中, 造成并列运行的其中一台风机失速。(4) 变负荷过程中由于调节失灵或误操作致使2台风机风量、风压严重不平衡而失速。
(5) 风机出入口风道堵塞, 如暖风器或空预器严重积灰, 两侧空预器积灰或堵灰情况不一致, 在一次风系统有轻微扰动的情况下, 就可能造成阻力大的一侧风机失速。
图2 一次风机失速前后参数变化趋势
(6) 运行磨煤机突然跳闸, 磨煤机出入口关断挡板全关及冷热调节风门全关, 造成一次风压突升而导致 失速的一次风机所配锅炉采用前后对冲的旋流燃失速。
烧器, 分3层, 每层5个燃烧器喷口。2007年10月19(7) 在磨煤机加减负荷过程中, 因磨煤机风量的改日, 根据要求机组负荷降至300M W, 3台磨煤机运变, 两侧风机存在流量偏差, 在一次风机入口动叶调节行, 2台一次风机并列运行, 风机入口动叶调节均投自过程中, 使流量和电流出现过大的偏差, 从而使其中一
动。一次热风母管压力设定值为10. 8kPa, 2台一次
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风机流量平衡, 运行稳定。一次风机失速的起因是其中的1台磨煤机油站跳闸, 致使磨煤机跳闸, 其出入口速关阀、冷热风调节阀、混合风门迅速全关, 2台风机出口压力均升高, 空气预热器(空预器) 出口热一次风母管压力随之升高, 风机动叶调节动作。关小动叶角度, 一次风压又下降, 在2台风机都投自动的调节过程中, 实际值与设定值的偏差较大, 一次风压力又升高, 2台风机动叶均开大。在这一次再次开大动叶角度的过程中, A 一次风机有了失速的征兆, 动叶虽在开大, 流量却在下降(风机电流刚开始虽有升高, 但出口风压一直在下降) , 由于风机动叶此时仍投自动, 压力实际值与设定值仍存在偏差, 故A 、B 一次风机的动叶仍在继续开大, 这进一步加快了A 一次风机的失速。
对此, 将A 一次风机动叶调节切手动, 手动调整一次风母管压力, 维持母管压力正常, 后减小A 一次风机的动叶开度直至零。经过几次反复的并入, A 一
次风机运行恢复正常。3. 2 一次风机失速的预防
(1) 正常运行中将2台并列运行的一次风机出口的联络挡板关闭(图3) , 因在一次风冷、热母管的末端是汇通的, 关闭此联络挡板并不影响磨煤机的通风量。此联络挡板关闭后, 一方面可减少因空预器堵灰或者暖风器积灰造成的管路阻力不等而诱发其中一台风机失速的可能; 另一方面可减轻2台一次风机正常运行中因动叶调节不均匀、出口压力不均等诱发失速的可能。一次风机出口至2台风机联络挡板之间的矩形风道很短, 2台风机出口压力很容易互相影响, 压力波动很容易影响对侧风机的运行和并入。此外, 关闭一次风机出口的联络挡板, 有助于将失速或停运后的风机
尽快并入系统。
图3 锅炉一次风系统
当单台风机运行时, 视情况可将风机出口联络挡板打开(在出口挡板关严, 停运风机不倒转的情况下) , 在要将另一台风机并入前关闭此联络挡板。另外, 由于一次风量相对较小, 单台风机停运的情况下机组仅能带一半负荷, 此时烟气量、烟温都相对较低, 对停运风机一侧的空预器来说, 一次风侧风量冷却换热不良的影响不大, 空预器仍将处于安全运行范围之内。
(2) 在起动风机之初, 打开至少3台磨煤机的风道, 在低负荷运行情况下, 适当增大备用通风量, 或者
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开大运行磨煤机的通风量。由于有一个相对较大的空间, 一次风机能吸收压力波动对整个一次风母管压力的冲击, 减缓压力上升速度, 从而避免失速。
(3) 在多台磨煤机运行中, 尽可能降低一次风母管压力, 防止压力突升造成的风机失速。
(4) 保证动叶调节特性良好, 空预器和暖风器运行压差保持在设计值以下。
(下转第57页)
翻瓦检查发现, 6号轴承座底部两侧应有绝缘垫实际只有一侧安装。绝缘垫布置正常后机组重新起动, 定速3000r/m in, 再次加励磁电压, 6号轴振值没有出现上述爬升现象, 一直稳定在25L m 左右。
5 结 论
(1) 300MW 、600MW 机组出现了低压转子轴承处轴振动偏大的原因是低压转子残余不平衡量较大所致, 轴振不大但轴承座振动偏大的原因是低压转子轴
图2 6号轴振与发电机励磁电压关系
承座刚性较弱所致。现场降低轴振和轴承座振动的有效方法是对低压转子实施精细动平衡。
由于6号轴振和轴承座振动并不同时增大, 在轴(2) 600MW 机组发电机前轴承处轴振偏大及随振增大近10倍的情形下, 轴承座振动几乎不变, 而且负荷增大的原因是低压Ò) 发电机转子联轴器本身加相邻的5号、7号轴振没有任何同步放映, 可以确定此工偏差、联轴器螺栓紧力不足或不均匀、或者发电机转时发电机转子6号轴振是虚假信号。判断为从发电机子因种种因素热态下存在一定的热弯曲而产生的不平6号轴承侧加电压过程中影响6号轴承处测量轴振值衡。现场通过在联轴器加重一定程度可以改善振动状的电涡流传感器不能正常工作, 产生测量误差所致。
况。
鉴于上述分析, 在随后再次进行的发电机空载试(3) 亚临界300MW 和600M W 机组的高中压转验中将6号轴振保护暂时解除。当励磁电压加到额定子在带变负荷工况运行中发生蒸汽激振故障导致1号值26kV 时, 6号X 和Y 方向轴振值分别增大到超过和2号轴承出现突发性不稳定低频振动, 其原因是轴400L m 和250L m, 但此时6号垂直方向轴承座振动系稳定性设计的裕量不足。一般情况下在现场消除或只有9~10L m 。从振动频谱来看, 6号X 方向轴振中降低该低频振动的手段是采取增加轴承标高、调整密基频成分约为100L m, 二、三倍频分量约为15L m 左封间隙和高压调节阀开启顺序及其开度等一种或几种右, 其余为更高次的谐波分量。完成发电机空载试验措施组合。
后, 恢复6号轴振保护。
(4) 安装不当造成发电机轴承座绝缘不良会引起在后来的绝缘测试表明, 6号轴承座绝缘不良。振动测量系统产生测量误差。
(上接第46页)
(5) 保持2台风机的风量、负荷平衡。可根据情况(3) 适当降低母管风压, 使待并风机能较易并入。在低负荷期间一侧风机停运, 对相应侧暖风器和空预操作要平缓, 并入过程中不能有其它大的操作, 尤其是器进行冲洗, 恢复风道通畅。
制粉系统及风烟系统, 保持机组各运行参数稳定。
(6) 机组检修时应对风机失速探测器和相关压力(4) 调节2台风机风量、电流、出口风压相平衡后, 变送器、差压开关进行检查, 避免风机运行中失速报警再投风机风压自动。对于送风机或者引风机, 当发生保护不动或误动。
失速时, 及时调整2台风机风量平衡, 炉膛负压稳定, 非必要情况不用减负荷, 但要防止在并入和调整过程3. 3 一次风机失速后的处理
中风机出现/抢风0现象, 使2台风机流量来回波动。
(1) 检查并确认风道各挡板全部打开。根据跳闸磨煤机的风门情况, 调整风压至正常值。
[参 考 文 献]
(2) 快速降低机组负荷, 关小失速风机动叶开度, [1] 华东六省一市电机(电力) 工程学会. 锅炉设备及其系统
直至风机恢复正常运行。如关小失速风机动叶仍不能(2版) [M ]. 北京:中国电力出版社, 2003.
恢复正常运行时, 可将失速风机动叶关至零, 从最小动[2] 徐晓云. 泵与风机[M ]. 北京:中国电力出版社, 1998.
叶开度开始并入。
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