并列運(yùn)行軸流式送風(fēng)機(jī)失速原因分析_圖文

1、第25卷第1期2011年1月PO WER EQ U IPM EN TVol.25,No.1J an.2011 收稿日期:2010 07 01作者簡介:懷務(wù)修(1979 ,男,助理工程師,主要從事鍋爐燃燒技術(shù)的研究和鍋爐運(yùn)行工作。并列運(yùn)行軸流式送風(fēng)機(jī)失速原因分析懷務(wù)修(華能山東發(fā)電有限公司,沾化256800摘 要:針對(duì)某電廠2臺(tái)并列運(yùn)行送風(fēng)機(jī)中的1臺(tái)發(fā)生失速進(jìn)行了試驗(yàn)和分析,發(fā)現(xiàn)造成送風(fēng)機(jī)失速的主要原因是送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉安裝反向,實(shí)施切割措施后,送風(fēng)機(jī)沒有再發(fā)生失速。關(guān)鍵詞:鍋爐;軸流風(fēng)機(jī);失速;喘振中圖分類號(hào):T K 223.26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671 086X(201101 00

2、56 02Cause Analysis on Stalling of Axial flow Fans Operating in ParallelHU AI Wu xiu(Huaneng Shandong Pow er Generation Co.,L td.,Z hanhua 256800,ChinaAbstract:I n o r der to find the cause of stalling failure o ccur r ing to 1of the 2fo rced dra ft f ans oper ating in par allel in a cer ta in pow e

3、r plant,e xper ime nt al tests and necessar y analysis w ere ca rr ied o ut,after which the f ailur e w as f ound to be caused by the r eve rse ly installed outle t g uide v ane.T he pr oblem is finally so lved by taking so me pro visional cut ting me asures.Keywords:bo iler ;ax ia l f lo w f an;sta

4、lling ;surg e某電廠660M W 機(jī)組鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流鍋爐,其送風(fēng)機(jī)在運(yùn)行初期發(fā)生了失速,本文介紹了此故障的分析和處理過程。1 鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)概況鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)配置2臺(tái)FAF26.6 12.5 1型動(dòng)葉可調(diào)軸流送風(fēng)機(jī),動(dòng)葉調(diào)節(jié)范圍為-30 +15 。送風(fēng)機(jī)入口接大氣,兩送風(fēng)機(jī)出口設(shè)有冷風(fēng)聯(lián)絡(luò)門,空氣預(yù)熱器出口有熱風(fēng)聯(lián)絡(luò)管,空氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器加熱后分左右兩路進(jìn)入鍋爐兩側(cè)大風(fēng)箱。送風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。表1 送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值流量/m 3 s -1全壓升/Pa 功率/k W 轉(zhuǎn)速/r min -1在鍋爐吹管和機(jī)組帶負(fù)荷試運(yùn)行期間,送風(fēng)機(jī)發(fā)生失速,造成鍋爐滅火,嚴(yán)重威

5、脅了設(shè)備安全。2 軸流送風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象在進(jìn)行送風(fēng)機(jī)的并列、解列試驗(yàn)時(shí),如A 、B 送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度達(dá)到65%左右,A 送風(fēng)機(jī)會(huì)發(fā)生失速。試驗(yàn)前A 、B 送風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行,無失速發(fā)生,這時(shí)A 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度為65%,送風(fēng)機(jī)電流為83.6A;B 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度為72%,送風(fēng)機(jī)電流為86.4A;送風(fēng)機(jī)出口壓力為1.86kPa,總風(fēng)量為1385t/h,送風(fēng)機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)A 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度加大至67%時(shí),A 送風(fēng)機(jī)電流和出口壓力突然下降,軸承振動(dòng)速度增大到8.5mm /s,接近跳機(jī)值10mm/s,現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)強(qiáng)烈噪聲,判斷為A 送風(fēng)機(jī)發(fā)生失速,這時(shí)如將A 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度降到65%以下,失速現(xiàn)象隨后消失。為了防

6、止鍋爐熱態(tài)運(yùn)行時(shí)A 送風(fēng)機(jī)發(fā)生失速,規(guī)定運(yùn)行時(shí)A 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉最大開度為65%,這時(shí)送風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量受到很大限制,機(jī)組帶600M W 負(fù)荷時(shí)爐膛出口 (O 2只有1.5%左右。A 送風(fēng)機(jī)的失速問題嚴(yán)重制約了鍋爐帶負(fù)荷的能力。第1期懷務(wù)修:并列運(yùn)行軸流式送風(fēng)機(jī)失速原因分析3 并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速原因3.1并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速機(jī)理 火力發(fā)電廠一般是采用2臺(tái)送風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行的方式,圖1為2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行曲線。當(dāng)性能和動(dòng)葉開度完全相同的2臺(tái)風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí),它們的工作點(diǎn)為點(diǎn)1。而實(shí)際并列運(yùn)行的2臺(tái)風(fēng)機(jī),其特性不可能完全相同,動(dòng)葉實(shí)際開度也存在差異。假設(shè)動(dòng)葉開度較小的為A 風(fēng)機(jī),動(dòng)葉開度較大的為B

7、風(fēng)機(jī),正常狀態(tài)下,A 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)為A 1,B 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)為B 1,由于A 、B 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)都在相應(yīng)動(dòng)葉開度下失速點(diǎn)的下部,所以即使2臺(tái)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉角度不一致或風(fēng)量有較大差異,2臺(tái)風(fēng)機(jī)也能穩(wěn)定運(yùn)行,不會(huì)發(fā)生失速。由于某種原因系統(tǒng)阻力增大時(shí),并列運(yùn)行風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)工作點(diǎn)移至點(diǎn)2,A 、B 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)會(huì)沿著相應(yīng)性能曲線上移,使總風(fēng)量減少。為了保持風(fēng)量,2臺(tái)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度應(yīng)加大,A 風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大后工作點(diǎn)移到A 2,B 風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大后工作點(diǎn)移到B 2,這時(shí)A 風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)離相應(yīng)動(dòng)葉開度下的失速點(diǎn)就更近了,而B 風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)仍然保持較大余量,2臺(tái)風(fēng)機(jī)仍能保持穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)如果系統(tǒng)壓力出現(xiàn)較大波動(dòng),則A 送風(fēng)

8、機(jī)會(huì)首先進(jìn)入失速區(qū)發(fā)生失速,風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量和壓力會(huì)降低,此時(shí)系統(tǒng)風(fēng)量和壓力由B風(fēng)機(jī)維持。 圖1 2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行曲線 由以上分析可知,并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)發(fā)生失速時(shí)有以下特點(diǎn):(1如果2臺(tái)風(fēng)機(jī)的性能或動(dòng)葉開度存在較大差異,則造成2臺(tái)風(fēng)機(jī)之間一個(gè)風(fēng)量大,一個(gè)風(fēng)量小,風(fēng)量小的風(fēng)機(jī)易進(jìn)入失速區(qū)發(fā)生失速。(2在低負(fù)荷狀態(tài)下,實(shí)際工作點(diǎn)離失速區(qū)較遠(yuǎn);在高負(fù)荷狀態(tài)下,實(shí)際工作點(diǎn)離失速區(qū)較近,因而動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在高負(fù)荷狀態(tài)下更容易發(fā)生失速。(3如果系統(tǒng)阻力過大,則不管是在高負(fù)荷還是低負(fù)荷下,風(fēng)量小的風(fēng)機(jī)會(huì)直接進(jìn)入失速區(qū)發(fā)生失速。另外,并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)失速和單臺(tái)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時(shí)現(xiàn)象有所不同。單臺(tái)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)保

9、持風(fēng)機(jī)出口至爐膛風(fēng)道上的所有風(fēng)門狀態(tài)不變,對(duì)A 、B 送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了風(fēng)量對(duì)比試驗(yàn)。通過引風(fēng)機(jī)調(diào)整爐膛負(fù)壓,記錄不同動(dòng)葉開度下的風(fēng)機(jī)電流、出口壓力、風(fēng)量及振動(dòng)值,試驗(yàn)結(jié)果見圖2。由圖2可以看出,隨著動(dòng)葉開度的加大,A 、B 送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量差異逐漸變大,最大可達(dá)300t/h 。在相同的動(dòng)葉開度下,A 送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量比B 送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量低,但A 送風(fēng)機(jī)的電流卻比B 送風(fēng)機(jī)的電流大,即A 送風(fēng)機(jī)電機(jī)消耗功率比B 送風(fēng)機(jī)的大,可確認(rèn)A 送風(fēng)機(jī)的效率明顯比B 送風(fēng)機(jī)的低,2臺(tái)送風(fēng)機(jī)的性能存在較大差異。圖2 送風(fēng)機(jī)出力對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果通過對(duì)空氣預(yù)熱器和暖風(fēng)器的積灰情況、風(fēng)道上所有風(fēng)門開關(guān)情況、風(fēng)機(jī)入口消音器阻力情況的檢

10、查,確認(rèn)送風(fēng)管道系統(tǒng)正常,不可能引起A 送風(fēng)機(jī)失速。對(duì)風(fēng)機(jī)本體進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn),A 送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉安裝反向,正確的安裝方向見圖3。圖3 送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉和出口導(dǎo)葉布置圖(下轉(zhuǎn)第72頁57第25卷上。!鍋爐在煙氣 空氣預(yù)熱器、過熱器、省煤器每一段對(duì)流受熱面前都設(shè)有激波吹灰器,在燃盡室里設(shè)置了三層吹灰器預(yù)留孔,以便鍋爐在以后的運(yùn)行中一旦需要,可加設(shè)吹灰器。鍋爐為單母管給水,給水經(jīng)給水操縱臺(tái)進(jìn)入省煤器,給水操縱臺(tái)中二路進(jìn)入噴水減溫器,噴水量可通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。#在燃盡室和三煙道下面布置了落灰裝置,落灰裝置上設(shè)有重錘卸灰閥。4 結(jié)語立式垃圾焚燒鍋爐采用往復(fù)多列式爐排,結(jié)合了單純的逆推或順推爐排的優(yōu)點(diǎn),并創(chuàng)新

11、地在三煙道中設(shè)置煙氣 空氣預(yù)熱器,可有效地保證垃 圾的完全燃燒及抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生。參考文獻(xiàn):1陳學(xué)俊,陳聽寬.鍋爐原理M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.2國家環(huán)境保護(hù)總局.GB13271 2001鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)S.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.3張明,袁益超,劉聿拯.生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)的發(fā)展研究J.能源研究與信息,2005,21(1:15 20.4SU N Zhiao,S HE N Jiez hong,JIN Baosheng,et al.Combustion characteristics of cotton s talk in FBCJ.Biom as s and Bioen

12、 ergy2010,5(34:761 770.5SUN Zhiao,JIN Baos hen g,ZH ANG M ingyao,et al.Experimental study on cotton stalk combustion in a fluidized bed J.Energy,2008,33(8:1224 1232.(上接第57頁軸流風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉的作用是消除動(dòng)葉出口氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使這部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能,最后沿軸向流出2。出口導(dǎo)葉安裝反向,氣流在導(dǎo)葉內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生撞擊和渦流,降低了風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)機(jī)效率,這與圖2中風(fēng)機(jī)出力對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果是一致的。由以上分析可認(rèn)為,風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉裝反是造成A送風(fēng)

13、機(jī)失速的主要原因。4 臨時(shí)改進(jìn)措施及收效要將A送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉完全更換,需要4天時(shí)間,這會(huì)大大延誤工程進(jìn)度,因而采取臨時(shí)措施,將A送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉前端割去10cm,以降低反向的出口導(dǎo)葉對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的影響。改進(jìn)方案實(shí)施后,對(duì)A、B送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了風(fēng)量對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,A、B送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量偏差明顯減小,最大風(fēng)量偏差減小到100t/h左右,A送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量已有明顯增加。在風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行試驗(yàn)中,A、B送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度在80%以內(nèi),風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常,A送風(fēng)機(jī)不會(huì)發(fā)生失速,送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)范圍明顯加大。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí),爐膛出口 (O2達(dá)到3.0%,可滿足滿負(fù)荷運(yùn)行的要求。5 防止軸流風(fēng)機(jī)失速的措施5.1降低系統(tǒng)阻力對(duì)于

14、送風(fēng)系統(tǒng),降低系統(tǒng)阻力的主要方法有:調(diào)整空氣預(yù)熱器密封間隙以降低漏風(fēng)率,空氣預(yù)熱器定期吹灰和定期清理暖風(fēng)器。5.2優(yōu)化運(yùn)行操作方式 根據(jù)實(shí)測(cè)的風(fēng)機(jī)失速區(qū)域,確定風(fēng)機(jī)在不同動(dòng)葉開度下的最佳運(yùn)行參數(shù),主要是風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓。根據(jù)不同負(fù)荷下的風(fēng)量要求,控制出口風(fēng)壓在允許范圍內(nèi),使風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)在失速線的下方,是防止失速的有效辦法。5.3選擇合理的設(shè)計(jì)余量文獻(xiàn)3規(guī)定,在選擇軸流風(fēng)機(jī)時(shí),設(shè)計(jì)點(diǎn)應(yīng)落在相應(yīng)最高效率工況開度再開大15 左右的曲線上,且應(yīng)保證失速余量k> 1.3。有時(shí)設(shè)計(jì)人員為了追求風(fēng)機(jī)的高效率或者對(duì)系統(tǒng)阻力估計(jì)不足,使所選風(fēng)機(jī)全壓余量偏小,給運(yùn)行調(diào)整帶來很大的困難。為了確定鍋爐所需的風(fēng)量、風(fēng)壓,應(yīng)了解相同類型鍋爐實(shí)際運(yùn)行中所需的風(fēng)量、風(fēng)壓,使風(fēng)機(jī)參數(shù)與系統(tǒng)實(shí)際阻力特性