并列運行軸流式送風機失速原因分析_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:懷務修(1979 ,男,助理工程師,主要從事鍋爐燃燒技術的研究和鍋爐運行工作。并列運行軸流式送風機失速原因分析懷務修(華能山東發(fā)電有限公司,沾化256800摘 要:針對某電廠2臺并列運行送風機中的1臺發(fā)生失速進行了試驗和分析,發(fā)現(xiàn)造成送風機失速的主要原因是送風機出口導葉安裝反向,實施切割措施后,送風機沒有再發(fā)生失速。關鍵詞:鍋爐;軸流風機;失速;喘振中圖分類號:T K 223.26 文獻標識碼:A 文章編號: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 機組鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流鍋爐,其送風機在運行初期發(fā)生了失速,本文介紹了此故障的分析和處理過程。1 鍋爐送風系統(tǒng)概況鍋爐送風系統(tǒng)配置2臺FAF26.6 12.5 1型動葉可調軸流送風機,動葉調節(jié)范圍為-30 +15 。送風機入口接大氣,兩送風機出口設有冷風聯(lián)絡門,空氣預熱器出口有熱風聯(lián)絡管,空氣經(jīng)過空氣預熱器加熱后分左右兩路進入鍋爐兩側大風箱。送風機的設計參數(shù)見表1。表1 送風機設計參數(shù)項目數(shù)值流量/m 3 s -1全壓升/Pa 功率/k W 轉速/r min -1在鍋爐吹管和機組帶負荷試運行期間,送風機發(fā)生失速,造成鍋爐滅火,嚴重威

5、脅了設備安全。2 軸流送風機失速現(xiàn)象在進行送風機的并列、解列試驗時,如A 、B 送風機的動葉開度達到65%左右,A 送風機會發(fā)生失速。試驗前A 、B 送風機并列運行,無失速發(fā)生,這時A 送風機動葉開度為65%,送風機電流為83.6A;B 送風機動葉開度為72%,送風機電流為86.4A;送風機出口壓力為1.86kPa,總風量為1385t/h,送風機能穩(wěn)定運行。當A 送風機動葉開度加大至67%時,A 送風機電流和出口壓力突然下降,軸承振動速度增大到8.5mm /s,接近跳機值10mm/s,現(xiàn)場出現(xiàn)強烈噪聲,判斷為A 送風機發(fā)生失速,這時如將A 送風機動葉開度降到65%以下,失速現(xiàn)象隨后消失。為了防

6、止鍋爐熱態(tài)運行時A 送風機發(fā)生失速,規(guī)定運行時A 送風機動葉最大開度為65%,這時送風機輸出風量受到很大限制,機組帶600M W 負荷時爐膛出口 (O 2只有1.5%左右。A 送風機的失速問題嚴重制約了鍋爐帶負荷的能力。第1期懷務修:并列運行軸流式送風機失速原因分析3 并列運行軸流風機失速原因3.1并列運行軸流風機失速機理 火力發(fā)電廠一般是采用2臺送風機并列運行的方式,圖1為2臺動葉可調軸流風機并列運行曲線。當性能和動葉開度完全相同的2臺風機并列運行時,它們的工作點為點1。而實際并列運行的2臺風機,其特性不可能完全相同,動葉實際開度也存在差異。假設動葉開度較小的為A 風機,動葉開度較大的為B

7、風機,正常狀態(tài)下,A 風機的工作點為A 1,B 風機的工作點為B 1,由于A 、B 風機的工作點都在相應動葉開度下失速點的下部,所以即使2臺風機動葉角度不一致或風量有較大差異,2臺風機也能穩(wěn)定運行,不會發(fā)生失速。由于某種原因系統(tǒng)阻力增大時,并列運行風機的系統(tǒng)工作點移至點2,A 、B 風機的工作點會沿著相應性能曲線上移,使總風量減少。為了保持風量,2臺風機的動葉開度應加大,A 風機動葉開大后工作點移到A 2,B 風機動葉開大后工作點移到B 2,這時A 風機的工作點離相應動葉開度下的失速點就更近了,而B 風機工作點仍然保持較大余量,2臺風機仍能保持穩(wěn)定運行。此時如果系統(tǒng)壓力出現(xiàn)較大波動,則A 送風

8、機會首先進入失速區(qū)發(fā)生失速,風機出口風量和壓力會降低,此時系統(tǒng)風量和壓力由B風機維持。 圖1 2臺軸流風機并列運行曲線 由以上分析可知,并列運行軸流風機發(fā)生失速時有以下特點:(1如果2臺風機的性能或動葉開度存在較大差異,則造成2臺風機之間一個風量大,一個風量小,風量小的風機易進入失速區(qū)發(fā)生失速。(2在低負荷狀態(tài)下,實際工作點離失速區(qū)較遠;在高負荷狀態(tài)下,實際工作點離失速區(qū)較近,因而動葉可調軸流風機在高負荷狀態(tài)下更容易發(fā)生失速。(3如果系統(tǒng)阻力過大,則不管是在高負荷還是低負荷下,風量小的風機會直接進入失速區(qū)發(fā)生失速。另外,并列運行的風機失速和單臺運行的風機發(fā)生喘振時現(xiàn)象有所不同。單臺運行的風機保

9、持風機出口至爐膛風道上的所有風門狀態(tài)不變,對A 、B 送風機進行了風量對比試驗。通過引風機調整爐膛負壓,記錄不同動葉開度下的風機電流、出口壓力、風量及振動值,試驗結果見圖2。由圖2可以看出,隨著動葉開度的加大,A 、B 送風機的風量差異逐漸變大,最大可達300t/h 。在相同的動葉開度下,A 送風機的風量比B 送風機的風量低,但A 送風機的電流卻比B 送風機的電流大,即A 送風機電機消耗功率比B 送風機的大,可確認A 送風機的效率明顯比B 送風機的低,2臺送風機的性能存在較大差異。圖2 送風機出力對比試驗結果通過對空氣預熱器和暖風器的積灰情況、風道上所有風門開關情況、風機入口消音器阻力情況的檢

10、查,確認送風管道系統(tǒng)正常,不可能引起A 送風機失速。對風機本體進行檢查后發(fā)現(xiàn),A 送風機出口導葉安裝反向,正確的安裝方向見圖3。圖3 送風機動葉和出口導葉布置圖(下轉第72頁57第25卷上。!鍋爐在煙氣 空氣預熱器、過熱器、省煤器每一段對流受熱面前都設有激波吹灰器,在燃盡室里設置了三層吹灰器預留孔,以便鍋爐在以后的運行中一旦需要,可加設吹灰器。鍋爐為單母管給水,給水經(jīng)給水操縱臺進入省煤器,給水操縱臺中二路進入噴水減溫器,噴水量可通過調節(jié)閥進行調節(jié)。#在燃盡室和三煙道下面布置了落灰裝置,落灰裝置上設有重錘卸灰閥。4 結語立式垃圾焚燒鍋爐采用往復多列式爐排,結合了單純的逆推或順推爐排的優(yōu)點,并創(chuàng)新

11、地在三煙道中設置煙氣 空氣預熱器,可有效地保證垃 圾的完全燃燒及抑制有害物質的產(chǎn)生。參考文獻:1陳學俊,陳聽寬.鍋爐原理M.北京:機械工業(yè)出版社,1991.2國家環(huán)境保護總局.GB13271 2001鍋爐大氣污染物排放標準S.北京:中國標準出版社,2001.3張明,袁益超,劉聿拯.生物質直接燃燒技術的發(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頁軸流風機出口導葉的作用是消除動葉出口氣流的旋轉運動,使這部分動能轉換為壓能,最后沿軸向流出2。出口導葉安裝反向,氣流在導葉內部會產(chǎn)生撞擊和渦流,降低了風機風量和風機效率,這與圖2中風機出力對比試驗結果是一致的。由以上分析可認為,風機出口導葉裝反是造成A送風

13、機失速的主要原因。4 臨時改進措施及收效要將A送風機出口導葉完全更換,需要4天時間,這會大大延誤工程進度,因而采取臨時措施,將A送風機出口導葉前端割去10cm,以降低反向的出口導葉對風機風量的影響。改進方案實施后,對A、B送風機進行了風量對比試驗。試驗結果表明,A、B送風機的風量偏差明顯減小,最大風量偏差減小到100t/h左右,A送風機的風量已有明顯增加。在風機并列運行試驗中,A、B送風機的動葉開度在80%以內,風機運行正常,A送風機不會發(fā)生失速,送風機動葉調節(jié)范圍明顯加大。機組滿負荷運行時,爐膛出口 (O2達到3.0%,可滿足滿負荷運行的要求。5 防止軸流風機失速的措施5.1降低系統(tǒng)阻力對于

14、送風系統(tǒng),降低系統(tǒng)阻力的主要方法有:調整空氣預熱器密封間隙以降低漏風率,空氣預熱器定期吹灰和定期清理暖風器。5.2優(yōu)化運行操作方式 根據(jù)實測的風機失速區(qū)域,確定風機在不同動葉開度下的最佳運行參數(shù),主要是風機出口風壓。根據(jù)不同負荷下的風量要求,控制出口風壓在允許范圍內,使風機的工作點在失速線的下方,是防止失速的有效辦法。5.3選擇合理的設計余量文獻3規(guī)定,在選擇軸流風機時,設計點應落在相應最高效率工況開度再開大15 左右的曲線上,且應保證失速余量k> 1.3。有時設計人員為了追求風機的高效率或者對系統(tǒng)阻力估計不足,使所選風機全壓余量偏小,給運行調整帶來很大的困難。為了確定鍋爐所需的風量、風壓,應了解相同類型鍋爐實際運行中所需的風量、風壓,使風機參數(shù)與系統(tǒng)實際阻力特性