AP系列動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)工作原理介紹

AP系列動(dòng)葉可調(diào)

軸流通風(fēng)機(jī)AP風(fēng)機(jī)技術(shù)引進(jìn)概況

根據(jù)我國電力工業(yè)的迫切需要,上世紀(jì)九十年代中期，分別對(duì)世界上各大著名的風(fēng)機(jī)制造商的動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行了調(diào)研對(duì)比，最終選擇引進(jìn)了代表著國際上最先進(jìn)的動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平的德國KKK公司的AP動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)專有技術(shù)（簡(jiǎn)稱AP風(fēng)機(jī)），AP風(fēng)機(jī)在世界各國享有很高的聲譽(yù)。1998年成都電力機(jī)械廠和德國KKK公司聯(lián)合制造的首批AP風(fēng)機(jī)在廣安電廠一期2×300MW機(jī)組投入運(yùn)行，至今投運(yùn)了7年多，運(yùn)行情況良好，得到了用戶的高度贊賞，現(xiàn)我廠AP風(fēng)機(jī)業(yè)績(jī)已有一百五十多臺(tái)，最大型號(hào)為平頂山姚孟電廠（2X600MW）的增壓風(fēng)機(jī)AP1-47。AP動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的名稱、定義

AP1(2)-37/201

葉型類別

輪轂代號(hào)

機(jī)號(hào)（葉輪公稱直徑）

級(jí)數(shù)（1：?jiǎn)渭?jí)，2：雙級(jí)）

機(jī)翼型葉片軸流風(fēng)機(jī)（axialfan）運(yùn)行原理

AP動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)由進(jìn)氣室、集流器、葉輪、后導(dǎo)葉、擴(kuò)壓器和動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。AP風(fēng)機(jī)工作時(shí)，氣流由進(jìn)入風(fēng)機(jī)進(jìn)氣室，經(jīng)過收斂和導(dǎo)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(dòng)壓能；后導(dǎo)葉又將氣流的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入擴(kuò)壓器，并在擴(kuò)壓器內(nèi)將氣體的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)所需靜壓能，從而完成風(fēng)機(jī)的工作過程。

AP動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)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(dòng)葉）的工作角度而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)動(dòng)葉的角度改變時(shí)，其風(fēng)量、風(fēng)壓、功率也跟著改變，也對(duì)應(yīng)著一個(gè)不同的性能曲線，從而構(gòu)成動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線型譜。

能量轉(zhuǎn)換過程：

電機(jī)葉輪、后導(dǎo)葉、擴(kuò)壓器

電能機(jī)械能(流體)靜壓能和動(dòng)能AP風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)氣箱

在氣流進(jìn)入葉輪前對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)向和收斂

將氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰撵o壓能擴(kuò)壓器

葉輪（轉(zhuǎn)動(dòng)組）

擴(kuò)壓器芯筒

聯(lián)軸器（轉(zhuǎn)動(dòng)組）中間傳動(dòng)軸（轉(zhuǎn)動(dòng)組）

機(jī)殼葉輪外殼主軸承裝配（轉(zhuǎn)動(dòng)組）液壓伺服裝置（轉(zhuǎn)動(dòng)組）后導(dǎo)葉

對(duì)葉輪送出的氣流進(jìn)行整流

轉(zhuǎn)動(dòng)組聯(lián)軸器中間傳動(dòng)軸把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給葉輪液壓伺服裝置葉輪主軸承裝配將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，對(duì)氣體做功獲得所需的動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)盤，帶動(dòng)曲柄實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(dòng)畫供油裝置

系統(tǒng)及設(shè)備簡(jiǎn)圖

AP風(fēng)機(jī)控制功能圖

增壓風(fēng)機(jī)供油裝置

立體圖其余各部件進(jìn)出口膨脹節(jié)

、護(hù)軸管、活節(jié)等失速報(bào)警裝置

在風(fēng)機(jī)葉輪前機(jī)殼上設(shè)有一對(duì)差壓取樣管，與就地差壓開關(guān)一起構(gòu)成一套失速報(bào)警裝置，其設(shè)定失速報(bào)警值為50mbar，當(dāng)該壓差值達(dá)到50mbar時(shí)，差壓變送器將差壓信號(hào)遠(yuǎn)傳至DCS系統(tǒng)風(fēng)機(jī)報(bào)警，此時(shí)通過DCS系統(tǒng)微調(diào)葉片開度，從而避開失速區(qū)，使風(fēng)機(jī)回到正常工作區(qū)域運(yùn)行。

振動(dòng)測(cè)量裝置

安裝法一：測(cè)振探頭安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)殼中分法蘭上，反映放大后的軸承振動(dòng)值，在實(shí)現(xiàn)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了喘振保護(hù)。安裝法二：測(cè)振探頭直接安裝在風(fēng)機(jī)主軸承箱殼體上，反映主軸承箱的振動(dòng)值，在實(shí)現(xiàn)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)了喘振保護(hù)。熱工測(cè)點(diǎn)布置AP風(fēng)機(jī)控制順序圖增壓風(fēng)機(jī)AP風(fēng)機(jī)的PID圖優(yōu)越的氣動(dòng)性能

AP風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)是經(jīng)過三元流計(jì)算和大量的試驗(yàn)研究后確定的。其中：葉片為三維扭曲等強(qiáng)度葉片；輪轂為獨(dú)特的高效球面（如圖）輪轂，使動(dòng)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(dòng)效率高，作功能力強(qiáng)，具有很高的壓力系數(shù)和風(fēng)量系數(shù)。氣動(dòng)效率高不同葉輪結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍寬、效率高

AP風(fēng)機(jī)動(dòng)葉為機(jī)翼型（實(shí)心），能在－36°~+20°的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)（其他技術(shù)動(dòng)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(fēng)機(jī)性能曲線的等效線呈長(zhǎng)橢圓分布且其長(zhǎng)軸幾乎與鍋爐管網(wǎng)阻力曲線平行，因此，能保證TB點(diǎn)、BMCR點(diǎn)及ECR點(diǎn)均落在高效區(qū)內(nèi)，特別適合于作帶調(diào)峰負(fù)荷的鍋爐機(jī)組的風(fēng)機(jī)。

KKK具有完備的試驗(yàn)設(shè)備和最先進(jìn)的測(cè)試方式，有豐富的機(jī)型，動(dòng)葉與導(dǎo)葉葉型和輪轂比的優(yōu)化組合，能高效復(fù)蓋任何運(yùn)行工況，從而反應(yīng)度高，調(diào)節(jié)范圍大，效率高，不易進(jìn)入失速喘振區(qū)，運(yùn)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(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)與國際知名品牌同類產(chǎn)品相比，調(diào)節(jié)動(dòng)葉的工作油采用的壓力最低，因而對(duì)于防止泄漏、延長(zhǎng)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(jī)組AP動(dòng)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(dòng)調(diào)的調(diào)節(jié)油壓一般在25bar以上，增壓風(fēng)機(jī)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(dòng)壓頭芯軸和外殼處而易解決；

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

油缸和主軸承箱的獨(dú)特密封技術(shù)。葉片的可選擇性

AP動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)針對(duì)不同的工作條件，可提供鑄鋁、鍛鋁、球墨鑄鐵和鍛鋼的動(dòng)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(dòng)葉片）。防止葉柄軸及曲柄軸承卡澀的措施

專門針對(duì)脫硫增壓風(fēng)機(jī)葉柄軸進(jìn)灰、卡澀、腐蝕等問題，設(shè)計(jì)了KKK技術(shù)所獨(dú)有的精巧的雙重密封結(jié)構(gòu)，有效解決葉柄軸進(jìn)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(rùn)滑軸承合金，其為自潤(rùn)滑，無需潤(rùn)滑油脂，從而保證結(jié)合處的轉(zhuǎn)動(dòng)始終靈活和準(zhǔn)確。增壓風(fēng)機(jī)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(dòng)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(shí)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(jìn)性的保證

我廠已與德國KKK公司成立合資公司，從而動(dòng)靜調(diào)風(fēng)機(jī)的技術(shù)先進(jìn)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(dān)保函KKK公司為我廠提供的技術(shù)支持擔(dān)保函譯文

德國AktiengesellschaftKuhnle,Kopp&Kausch公司（以下簡(jiǎn)稱KKK）愿意與成都電力機(jī)械廠（以下簡(jiǎn)稱CPMW）就為中國境內(nèi)電廠提供AN系列靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)和AP系列動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)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(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)將按照KKK擬訂的德國DIN/VDI標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。KKK在此保證KKK系統(tǒng)之AN系列及AP系列風(fēng)機(jī)，具有最新技術(shù)和最高質(zhì)量并且適用于電廠服務(wù)，風(fēng)機(jī)選型將按照客戶提供的設(shè)備規(guī)范執(zhí)行。KKK將負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)整個(gè)的選型、性能、技術(shù)參數(shù)和完整設(shè)計(jì)，并且保證風(fēng)機(jī)在工程設(shè)計(jì)和技術(shù)上無缺陷。KKK將進(jìn)一步對(duì)在供貨范圍內(nèi)的原材料和生產(chǎn)工藝的完美負(fù)責(zé)。CPMW將確保在其供貨范圍之內(nèi)所有的材料、勞力和機(jī)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(yàn)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(zhǎng)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(dān)保函

(英文)總體對(duì)比表格

動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)技術(shù)之間的對(duì)比

KKK動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)技術(shù)其他廠家動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)技術(shù)備注1氣動(dòng)性能風(fēng)機(jī)等效線呈長(zhǎng)橢圓形分布，其長(zhǎng)軸幾乎與系統(tǒng)管網(wǎng)阻力曲線平行，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率高，結(jié)構(gòu)合理，葉輪氣流損失小，氣動(dòng)效率高，具有較高的的壓力、流量系數(shù)高，所以風(fēng)機(jī)型號(hào)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(fēng)機(jī)型號(hào)、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。抗拉強(qiáng)度高，結(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(hù)加油；有精確定位件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(fù)雜且精度不高。

4葉片材料為航空鍛鋁DL5，三維扭曲等強(qiáng)度葉片，精密鍛造，強(qiáng)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(dú)特的高效球面輪轂，使動(dòng)葉片在任何轉(zhuǎn)動(dòng)角度，其葉根間隙都保持不變，密封性好，效率高；且葉片迎風(fēng)面設(shè)有減小氣體流動(dòng)的阻流鼻，葉輪流動(dòng)損失小，氣動(dòng)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(dòng)損失大。

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

7油泄漏控制油壓小于20bar，對(duì)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(jìn)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(duì)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(bào)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(dòng)慣量小，大大減輕軸承實(shí)際承載，提高其使用壽命。每個(gè)葉柄軸上均設(shè)平衡錘，用以平衡葉片產(chǎn)生的回復(fù)力矩，離心力大，體積大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，影響軸承、電機(jī)使用壽命。

9軸承座風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)殼導(dǎo)流筒內(nèi)，安裝檢修非常方便。老式結(jié)構(gòu)，為早期引進(jìn)技術(shù)。

10檢修檢修時(shí)只需拆吊出上半部機(jī)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(shí)由膜片式聯(lián)軸器直接找正，簡(jiǎn)單方便。檢修過程及拆裝方式較復(fù)雜。

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

制造廠家

統(tǒng)計(jì)臺(tái)數(shù)（臺(tái)）運(yùn)行系數(shù)（%）可用系數(shù)（%）非計(jì)劃停運(yùn)率（%）設(shè)備因素影響

非停小時(shí)*%**上海鼓風(fēng)機(jī)廠33380.82193.8340.0934.3766.87沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠22977.51792.7210.0753.2864.68成都電力機(jī)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(fēng)機(jī)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.