锅炉一次风机故障原因分析及处理措施.doc

二期锅炉轴流式一次风机故障原因分析及处理措施

轴流式风机简介
轴流风机的特点
动叶可调轴流风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反应速度快等优点,近十几年来,国内大型火力发电厂已经普遍采取动叶可调轴流风机。
轴流风机与离心风机的区别
轴流风机的特点是流体沿着扇叶的轴向流过。而离心式是将流体从风扇的轴向吸入后利用离心力将流体从圆周方向甩出去。前者气流轴向进入风机叶轮,在旋转叶片的流道中沿轴线方向流动,后者气流进入旋转的叶片通道,在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动。
轴流风机与离心风机在同样的风量、压力下的区别:轴流风机能耗小,噪声大。离心风机改变了风管内介质的流向,而轴流风机不改变风管内介质的流向。
、我公司二期一次风机参数及结构
大唐韩城第二发电有限责任公司二期机组一次风机每台机组装有2台一次风机,一次风机均为动叶可调双级轴流式风机。风机基本参数表见表1,风机基本外形图见图1,液压缸及控制系统结构见图2,二期一次风机叶片连接控制图见图3。
表1 二期一次风机的基本技术参数
风机型号
PAF19--2
风机流量
()
风机总压升
15736Pa()
风机效率
%()
风机转速
1490r/min
电机功率
2450kw
风机内径
φ1884mm
叶轮直径
φ1334mm
叶轮级数
2
叶型
HB24叶片数
叶片材料
HF-1
液压缸径和行程
φ336/H100MET
叶片调节范围
50°
生产厂家
上海鼓风机厂
图1 二期一次风机外形图
图2 一次风机的液压缸结构
图3 二期一次风机叶片连接控制简图
因为轴流风机具有驼峰形驼峰曲线的特点,理论上决定了风机存在不稳定区。工作在不稳定区域可能引发风机失速或喘振的现象。下面主要就风机的旋转脱流、喘振现象进行理论分析.
风机的旋转脱流、喘振

风机进入不稳定工况区运行,随着冲角的增大将导致边界层分离,致使升力减小,阻力增加。称之为“脱流”或“失速”现象。
由于加工、安装以及来流不均等原因,叶轮叶片不可能有完全相同的形状和安装角,且随着流量的减小,脱流首先发生在冲角最先达到临界值的某一叶片进口处。
在上述两种条件下,脱流阻塞叶道造成分流,使脱流以一定的旋转速度沿叶轮旋向相反传播,致使脱流最终以(ww -w’w¢)的速度旋转。称之为“旋转脱流”或“旋转失速”。见图4及图5。
图4 叶片的正常工况和脱流工况图5 动叶中旋转脱流的形成

风机进入不稳定工况区运行,叶轮内将产生一个到数个旋转脱流区,叶片依次经过脱流区产生交变应力的作用,其作用频率与旋转脱流的转速及脱流区的数目成正比,会使叶片产生疲劳。若这一激振力的作用频率与叶片的固有频率成整数倍,或等于、或接近于叶片的固有频率时,叶片将发生共振,进而造成叶片断裂,并可能将全部叶片打断。

为了防止旋转脱流的出现应尽量避免风机在不稳定工况区运行,图6为单台一次风机的特性曲线。
图6一次风机特性曲线

若具有驼峰形性能曲线的风机在不稳定区域内运行,而管路系统中的容量又很大时,则风机的流量、能头和轴功率会在瞬间内发生很大的周期性的波动,引起剧烈的振动和噪声。这种现象称为“喘振”或“飞动”现象。

当用户所需要的流量小于qVK时, 风机的运行工况点将由E点滑向K点, 并将周而复始地按E
®K®C®D®E各点重复循环,形成运行工况的周期性波动,见图7。
图7 喘振时工作点的变化图


可装设再循环管或自动排出阀门,使风机的排出流量恒大于临界流量。

若管路性能曲线不通过坐标原点时,改变风机的转速,也可得到稳定的运行工况。

对轴流式风机,可减小其动叶安装角,使性能曲线向左下方移动。

对选配容量裕量过大的风机,可通过切割,减小其叶轮叶片,使性能曲线向左下方移动。

尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机。但是当风机选型使用后,应该正确使用,避免在不推荐区域运行。
、旋转脱流和喘振现象的区别与联系
旋转脱流是叶片结构特性造成的一种流体动力现象,它的基本特性,如脱流区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等,都有它自己的规律,不受风机管路系统的容量和形状的影响。
喘振是风机性能与管路系统耦合后振荡特性的一种表现形式,它的振幅、频率等基本特性受风