鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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離心式通風機的常見故障及處理辦法一覽表（二）軸流風機維護和貯
故 障 現(xiàn) 象故 障 原 因處 理 辦 法離心式通風機轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動1、離心式通風機風機葉片被腐蝕或磨損嚴重2、風機葉片總裝后不運轉(zhuǎn)、由于葉輪和主軸本身重量、使軸彎曲3、葉輪表面不均勻的附著物，如鐵銹、積灰或瀝青等4、運輸、安裝或其他原因，造成葉輪變形，引起葉輪失去平衡5、葉輪上的平衡塊脫落或檢修后未找平衡1、修理或更換2、重新檢修，總裝后如長期不用應定期盤車以防止軸彎曲3、清除附著物4、修復葉輪，重新做動靜平衡試驗5、找平衡離心式通風機的固定件引起共振1、水泥基礎太輕或灌漿不良或平面尺寸過小，引起風機基礎與地基脫節(jié)，地腳螺栓松動，機座連接不牢固使其基礎剛度不夠2、風機底座或蝸殼剛度過低3、與風機連接的進出口管道未加支撐和軟聯(lián)結(jié)4、鄰近設施與風機的基礎過近，或其剛度過小1、加固基礎或重新灌漿，緊固螺母2、加強其剛度3、加支撐和軟聯(lián)接4、增加剛度離心式通風機軸承過熱1、離心式通風機主軸或主軸上的部件與軸承箱摩擦2、電機軸與風機軸不同心，使軸承箱內(nèi)的內(nèi)滾動軸承別動3、軸承箱體內(nèi)潤滑脂過多4、軸承與軸承箱孔之間有間隙而松動，軸承箱的螺栓過緊或過松1、檢查哪個部位摩擦，然后加以處理2、調(diào)整兩軸同心度3、箱內(nèi)潤滑脂為箱體空間的1/3~1/24、調(diào)整螺栓離心式通風機軸承摩損1、離心式通風機滾動軸承滾珠表面出現(xiàn)麻點、斑點、銹痕及起皮現(xiàn)象2、筒式軸承內(nèi)圓與滾動軸承外圓間隙超過0.1mm1、修理或更換2、應更換軸承或?qū)⑾鋬?nèi)圓加大后鑲?cè)雰?nèi)套
軸流風機維護和貯存
1、使用環(huán)境應經(jīng)常保持整潔，軸流風機表面保持清潔，進、出風口不應有雜物，定期清除風機及管道內(nèi)的灰塵等雜物。
2、只能在風機完全正常情況下方可運轉(zhuǎn)，同事要保證供電設施容量充足，電壓穩(wěn)定，嚴禁缺相運行，供電線路必須為專用線路，不應長期用臨時線路供電。
3、風機在運行過程中發(fā)現(xiàn)風機有異常聲、電機嚴重發(fā)熱、外殼帶電、開關跳閘、不能啟動等現(xiàn)象，應立即停機檢查。為了保證安全，不允許在風機運行中進行維修，檢修后應進行試運轉(zhuǎn)五分鐘左右，確認無異常現(xiàn)象再開機運轉(zhuǎn)。
4根據(jù)使用環(huán)境條件下不定期對軸承補充或更換潤滑脂（電機封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤滑油脂），為保證軸流風機在運行過程中良好的潤滑，加油次數(shù)不少于1000小時/次封閉軸承和電機軸承，加油用zl-3鋰基潤滑油脂填充軸承內(nèi)外圈的1/3,嚴禁缺油運轉(zhuǎn)。
5、風機應貯存在干燥的環(huán)境中，避免電機受潮。風機在露天存放時，應有防御措施。在貯存與搬運過程中應防止風機磕碰，以免風機受到損傷。
動葉可調(diào)軸流通風機的失速與喘振分析及改進措施
丁 鵬/揚州第二發(fā)電有限責任公司
吳躍東/沈陽鼓風機（集團）有限公司
摘要：闡述了軸流鋒速達是通風機生產(chǎn)廠家失速與喘振的形成機理，結(jié)合2×600MW機組一次風機的喘振問題，分析了失速與喘振的原因，同時還制定了檢查及整改措施。
關鍵詞：軸流式通風機 失速 喘振
中圖分類號：TH432.1 文獻標識碼：B
文章編號：1006-8155（2007）03-0000-00
Analysis on Stall and Surge of Variax Blade Adjustable Axial Fl ow Fan and Improvement Measure
Abstract: The formation principle of stall and surge for axial fl ow fan was elucidated, analyze the reason of stall and surge bonding the surge problem of 2*600MW primary fan, at one time, draw the measure of check and improvement.
Key Words: Axial fl ow fan Stall Surge
0 引言
由于動葉可調(diào)軸流通風機具有體積小、質(zhì)量輕、低負荷區(qū)域效率較高、調(diào)節(jié)范圍寬廣、反應速度快等優(yōu)點，近十年來，國內(nèi)大型火力發(fā)電廠已普遍采用動葉可調(diào)軸流通風機。因為軸流通風機具有駝峰形性能曲線這一特點，理論上決定了風機存在不穩(wěn)定區(qū)。風機并不是在任何工作點都能穩(wěn)定運行，當風機工作點移至不穩(wěn)定區(qū)時就有可能引發(fā)風機失速及喘振等現(xiàn)象的發(fā)生。
筆者針對揚州第二發(fā)電有限責任公司二期擴建工程2×600MW 機組一次風機在安裝、調(diào)試期間發(fā)生的失速問題，對失速與喘振的原理進行了分析，并提出了相應檢查和整改措施，以及風機在正常運行過程中如何避免失速與喘振的發(fā)生。
1 軸流通風機失速與喘振的關系
1.1 失速
目前，一般軸流通風機通常采用高效的扭曲機翼型葉片，當氣流沿葉片進口端流入時，氣流就沿著葉片兩端分成上下兩股，處于正常工況時，沖角為零或很�。饬鞣较蚺c葉片葉弦的夾角α即為沖角），氣流則繞過機翼型葉片而保持流線平穩(wěn)的狀態(tài)，如圖1a所示。當氣流與葉片進口形成正沖角時，即α>0，且此正沖角超過某一臨界值時，葉片背面流動工況則開始惡化，邊界層受到破壞，在葉片背面尾端出現(xiàn)渦流區(qū)，即所謂“失速”現(xiàn)象，如圖1b所示。沖角α大于臨界值越多，失速現(xiàn)象就越嚴重，流體的流動阻力也就越大，嚴重時還會使葉道阻塞，同時風機風壓也會隨之迅速降低。
風機的葉片在制造及安裝過程中，由于各種客觀因素的存在，使葉片不可能有完全相同的形狀和安裝角，因此當運行工況變化而使流動方向發(fā)生偏離時，在各個葉片進口的沖角就不可能完全相同。當某一葉片進口處的沖角 α 達到臨界值時，就可能首先在該葉片上發(fā)生失速，并非是所有葉片都會同時發(fā)生失速，失速可能會發(fā)生在一個或幾個區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)也可能包括一個或多個葉片。由于失速區(qū)不是靜止的，它會從一個葉片向另一個葉片或一組葉片擴散，如圖2所示。假定產(chǎn)生的流動阻塞首先從葉道23開始，其部分氣流只能分別流進葉道12和34, 使葉道12的氣流沖角減小 , 葉道34的沖角增大 , 以至于葉道 34 也發(fā)生阻塞 , 并逐個向葉道45、56 … 傳播 , 如圖2所示。試驗表明：脫流的傳播速度ω′小于葉片運轉(zhuǎn)的角速度ω；因此，在絕對運動中，脫流區(qū)以Δω =ω′－ω 速度旋轉(zhuǎn)，方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同，這種現(xiàn)象稱為旋轉(zhuǎn)脫流或旋轉(zhuǎn)失速。風機進入到不穩(wěn)定工況區(qū)運行時，葉輪內(nèi)將會產(chǎn)生一個或數(shù)個旋轉(zhuǎn)失速區(qū)。葉片每經(jīng)過一次失速區(qū)就會受到一次激振力的作用，從而會使葉片產(chǎn)生共振；此時，葉片的動應力增加，嚴重時還會導致風機葉片斷裂，造成設備重大損毀事故。
1.2 影響沖角大小的因素
通常風機是定轉(zhuǎn)速運行的，即葉片周向線速度可以看作是一定值，這樣影響葉片沖角大小的因素就是氣流速度與葉片的安裝角。
由圖3可看出，當葉片安裝角β（圖3中虛線代表的角度）一定時， 如果氣流速度c 越小，則沖角α（圖3中虛線與相對速度w的夾角）就越大，產(chǎn)生失速的可能性也就越大。
當氣流速度c一定時， 如果 葉片安裝角β減小，則沖角α也減小；當氣流速度c很小時，只要葉片安裝角β很小，氣流沖角α也很小。因此，當風機剛剛啟動或低負荷運行時（前提是管道的進、出口風門此時應處于全開狀態(tài)），風機失速的可能性將會減小甚至消失。同樣，對于動葉可調(diào)風機，當風機發(fā)生失速時，關小失速風機的動葉角度，可以減小氣流的沖角，從而使風機逐步擺脫失速狀態(tài)。當然，還可以明顯地看出，對于葉片高度方向而言，線速度u是沿葉片高度方向逐漸增大的，在氣流速度c一定的情況下，沖角α會隨著葉片高度方向逐漸增大，以至于在葉頂區(qū)域形成旋轉(zhuǎn)脫流；因此，隨著葉片高度的方向逐漸減小，葉片安裝角β可以避免因葉高引起的旋轉(zhuǎn)脫流。目前，動葉可調(diào)軸流風機常用的扭曲葉片就是基于這個道理（見圖4）。
1.3 喘振
一般軸流通風機性能曲線的左半部，都存在一個馬鞍形的區(qū)域（這是風機的固有特性，但軸流通風機相對比較敏感），在此區(qū)段運行時有時會出現(xiàn)風機的流量、壓頭（反映在風機驅(qū)動電機的電流）的大幅度脈動風機及工程風道都會產(chǎn)生強烈的振動、噪聲顯著增高等不正常工況，一般稱之為“喘振”，這一不穩(wěn)定工作區(qū)稱為喘振區(qū)。實際上，喘振僅僅是不穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)可能遇到的現(xiàn)象，而在該區(qū)域內(nèi)必然要出現(xiàn)的則是旋轉(zhuǎn)脫流或稱旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。風機喘振的主要表現(xiàn)為風量、出口風壓（電機電流）出現(xiàn)大幅度波動，劇烈振動和異常噪聲。
1.4 失速與喘振的區(qū)別及聯(lián)系
風機的失速與喘振的發(fā)生都是在p-Q性能曲線左側(cè)的不穩(wěn)定區(qū)域，所以它們是密切相關的。但是失速與喘振有著本質(zhì)的區(qū)別：失速發(fā)生在圖5所示p-Q性能曲線峰值K以左的整個不穩(wěn)定區(qū)域；而喘振只發(fā)生在p-Q性能曲線向右上方的傾斜部分，其壓力降低是失速造成的，可以說失速是喘振發(fā)生的根本誘因。
旋轉(zhuǎn)脫流的發(fā)生只取決于葉輪本身、葉片結(jié)構(gòu)、進入葉輪的氣流情況等因素，與風道工程的容量、形狀等無關，但卻與風道工程的布置形式有關。失速發(fā)生時, 盡管葉輪附近的工況有波動, 但風機的流量、壓力和功率是基本穩(wěn)定的, 風機可以繼續(xù)運行。
當風機發(fā)生喘振時，風機的流量、壓力（和功率）產(chǎn)生脈動或大幅度的脈動，同時伴有非 常明 顯的噪聲，喘振時的振動有時是很劇烈的，能損壞風機與管道工程。所以喘振發(fā)生時，風機無法正常運行。
風機在喘振區(qū)工作時，流量急劇波動，其氣流產(chǎn)生的撞擊，使風機發(fā)生強烈的振動，噪聲增大
摘要：針對華能德州電廠鍋爐送風機曾經(jīng)多次發(fā)生失速的情況, 在介紹軸流送風機失速機理基礎上, 根據(jù)實測數(shù)據(jù)對送風機失速原因進行了分析, 認為空預器堵塞嚴重導致管路阻力特性變化、送風機動葉開度過大是送風機失速的原因, 并提出了送風機失速的處理及預防措施。
關 鍵 字：軸流式送風機 失速 原因分析 預防措施
0 引言
華能德州電廠6號機組額定容量為660 MW，鍋爐容量為2 209 t/h，是德國制造的亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、Γ型布置、自然循環(huán)汽包爐。鍋爐配有2臺三分倉回轉(zhuǎn)式空預器，2臺型號為FAF30.15.1的動葉可調(diào)軸流式送風機，動葉調(diào)節(jié)范圍為-29°～31°（對應動葉開度0%～100％），設計風量為315 m3/s，設計靜壓為4 275 Pa,鋒速達是負壓風機報價生產(chǎn)廠家，風機轉(zhuǎn)速985r/min。2臺送風機入口處各裝設一組50％容量暖風器，暖風器設計壓降0.2 kPa。華能德州電廠6號機組于2002 年10 月投產(chǎn)發(fā)電，投產(chǎn)后，在2003年5月～6月期間，多次發(fā)生送風機失速現(xiàn)象，一度影響了機組帶負荷能力，經(jīng)過技術(shù)人員分析，認為6號鍋爐送風機失速的主要原因是空預器堵灰嚴重，風道阻力特性變化使送風機動葉開度過大、運行在不穩(wěn)定區(qū)所致，經(jīng)過設備治理，使空預器壓差減小到設計值范圍內(nèi)，消除了送風機失速的隱患。
1 軸流式送風機失速機理
軸流風機葉片通常是機翼型的,鋒速達是廠房降溫生產(chǎn)廠家, 軸流式風機葉片氣流方向如圖1所示。當空氣順著機翼葉片進口端(沖角α= 0°) ,按圖1（a）所示的流向流入時, 它分成上下兩股氣流貼著翼面流過,葉片背部和腹部的平滑“邊界層”處的氣流呈流線形。作用于葉片上有兩種力, 一是垂直于葉面的升力, 另一種平行于葉片的阻力, 升力≥阻力。當空氣流入葉片的方向偏離了葉片的進口角, 它與葉片形成正沖角(α>0°),如圖1（b)所示。在接近于某一臨界值時(臨界值隨葉型不同而異) , 葉背的氣流工況開始惡化。當沖角增大至臨界值時, 葉背的邊界層受到破壞, 在葉背的尾端出現(xiàn)渦流區(qū), 即所謂“失速”現(xiàn)象。隨著沖角α的增大, 氣流的分離點向前移動, 葉背的渦流區(qū)從尾端擴大到葉背部, 脫離現(xiàn)象更為嚴重, 甚至出現(xiàn)部分流道阻塞的情況。此時作用于葉片的升力大幅度降低, 阻力大幅度增加, 壓頭降低。
軸流風機的失速特性是由風機的葉型等特性決定的，同時也受到風道阻力等工程特性的影響，動葉調(diào)節(jié)軸流式送風機的特性曲線如圖2所示，其中，鞍形曲線M為送風機不同安裝角的失速點連線，工況點落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱為失速線。由圖中我們不難看出：①在同一葉片角度下，管路阻力越大，風機出口風壓越高，風機運行越接近于不穩(wěn)定工況區(qū)；②在管路阻力特性不變的情況下，風機動葉開度越大，風機運行點越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。
根據(jù)電廠的運行經(jīng)驗，當并聯(lián)運行的軸流風機出現(xiàn)下列現(xiàn)象時，說明風機發(fā)生了失速：①失速風機的壓頭、流量、電流大幅降低；②失速風機噪聲明顯增加，嚴重時機殼、風道、煙道發(fā)生振動；③在投入“自動”的情況下，與失速風機并聯(lián)運行的另1臺風機電流、容積比能大幅升高；④與風機“喘振”不同，風機失速后，風壓、流量降低后不發(fā)生脈動。
風機的失速現(xiàn)象是風機的一種不穩(wěn)定運行工況，對于風機的運行安全危害很大：①風機失速時，風量、風壓大幅降低，引起爐膛燃燒劇烈變化，易于發(fā)生滅火事故；②并聯(lián)運行的另1臺風機投入“自動”時，出力增大，容易造成電機過負荷；③失速風機振動明顯增高，可能風機設備、風道振動大損壞；④處理過程不正確時，易于引發(fā)風機“喘振”，損壞設備。
2 德州電廠6號爐送風機失速分析
2.1 現(xiàn)象分析
2003 年5月～6月間，6號爐多次發(fā)生送風機失速現(xiàn)象, 每次失速現(xiàn)象基本相似,下面以2003年6月19日6號爐B送風機失速為例進行分析：當日14∶47，6號機組負荷為600 MW，A、B送風機并列運行，動葉控制置自動狀態(tài)，空預器后二次風母管壓力為1.76 kPa，A、B送風機動葉開度均為87％，A送風機電流290A, B送風機電流300A（額定值370A），爐膛壓力-70Pa。運行人員發(fā)現(xiàn)爐膛壓力突降至-810 Pa，A、B送風機動葉開度迅速升至100％，母管二次風壓驟降至0.76 kPa，A送風機電機電流升至360A，B送風機電機電流降至220 A，且B送風機振動驟然升高，風機異常發(fā)生后，風壓、風量、振動、風機電機電流等參數(shù)突變后未發(fā)生波動，因此運行人員判斷為B送風機失速，而不是喘振，運行人員立即減少鍋爐燃燒，手動關小A、B送風機動葉至80％，此時二次風壓回升，B送風機振動回落至2 mm/s，送風機失速現(xiàn)象消失。失速前、后風機主要參數(shù)比較見表1。
表1 失速前、后風機主要參數(shù)比較
項目風機失速前風機失速后A送風機B送風機A送風機B送風機動葉開度/%8787100100電流/A290300360220風量/kg·s-1
595550595395出口風壓/kPa
3.73.62.22,鋒速達是濕簾廠家生產(chǎn)廠家.2振動/mm·s-1
3.71.24.919.1爐膛壓力/Pa
-70-70-810-810母管二次風壓/kPa
1.761.760.760.76總風量/kg·s-1
658658556552空預器煙側(cè)差壓/kPa
2.92.93.13.2空預器風側(cè)差壓/kPa
1.91.92.12.2
根據(jù)運行記錄及DCS打印數(shù)據(jù)顯示，當時機組正在升負荷過程中，由于空預器堵灰較為嚴重，風、煙側(cè)前后差壓均遠高于設計值（滿負荷設計值1.2 kPa），鍋爐負荷升高使送風需求量增大，這些原因使送風機動葉不斷開大，記錄數(shù)據(jù)顯示：發(fā)生失速前15 min內(nèi)，送風機動葉由84％平緩開至87％，逐漸逼近風機不穩(wěn)定工況區(qū)，而空預器壓差亦隨風量、煙氣量增長不斷增大，送風通道阻力特性改變,促使風機進入失速區(qū)。事后對送風機入口濾網(wǎng)及暖風器進行了仔細檢查，未發(fā)現(xiàn)堵塞，因此，排除了暖風器及入口風道堵塞造成風機失速的原因。
據(jù)此分析, 送風機出口通道阻力過大、動葉開度大，落入風機不穩(wěn)定工況區(qū)是B送風機發(fā)生失速的真正原因。應清除空預器蓄熱片積灰，降低空預器風阻是解決送風機失速的根本措施，由于當時電網(wǎng)負荷緊張，無法實現(xiàn)停爐檢修，電廠制定了臨時措施：限制機組最高負荷，適當降低鍋爐氧量運行，避免送風機動葉開度超過80％，在這樣的臨時措施下，送風機失速現(xiàn)象未再次發(fā)生。
值得一提的是，動葉可調(diào)軸流風機葉片角度過大是引發(fā)風機進入不穩(wěn)定區(qū)的重要原因，但為什么B送風機失速后，與之并聯(lián)運行的A送風機動葉開大至100％，仍未發(fā)生失速呢？原因是B送風機失速后，出力銳減，工程風壓迅速降低，并聯(lián)工程的管網(wǎng)阻力特性也隨之變化，阻力特性曲線下移，風機出口風壓降低，使得A送風機運行點遠離不穩(wěn)定工況區(qū)。
2.2 預防送風機失速的措施
限制機組負荷、降低鍋爐氧量僅是避免送風機落入失速區(qū)的一個應急的處理方法，確保送風通道暢通，減小風道阻力才能徹底預防送風機失速的發(fā)生，在隨后的停機檢修中，華能德州電廠針對送風機失速進行了一系列設備治理：①在秋季的小修中，對6號爐空預器蓄熱片進行了徹底清理，更換了腐蝕損壞的蓄熱片；②為保證運行中空預器蓄熱片積灰能夠及時清除，增加了技術(shù)成熟的燃氣脈沖吹灰器，代替原來的蒸汽吹灰器進行空預器清灰。運行一年多來，效果不錯，空預器風、煙側(cè)前后壓差能夠長期控制在設計值范圍內(nèi)；③根據(jù)環(huán)境溫度變化，冬季及時投入暖風器，避免空預器冷端腐蝕造成風阻增大；④冬季大霧天氣，及時清理送風機入口濾網(wǎng)結(jié)霜，春季大風天氣，及時清理送風機入口濾網(wǎng)掛積的楊絮、柳絮及塑料袋等物，避免送風機入口堵塞；⑤在送風機入口暖風器后風道上，新開1×3 m2 面積的卷簾門，正常運行時關閉，一旦暖風器因故堵塞，動葉開度大于80％，則開啟卷簾，以避免缺風引起動葉開度過大，風機運行異常。⑥在正常運行中, 盡量保持2 臺送風機的風量相平衡。當發(fā)生1臺送風機失速時, 應迅速關小送風機動葉, 使動葉開度小于80％, 使送風機盡快回到穩(wěn)定工況區(qū)運行。
3 結(jié)論
在電廠實際運行中，鍋爐尾部空預器受熱面積灰嚴重或風門、擋板操作不當誤關，造成風道阻力增大，促使風機運行在不穩(wěn)定工況區(qū)域是軸流送風機失速的主要原因之一。根據(jù)運行經(jīng)驗，軸
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