轴流式一次风机失速的分析及并列对策经验分享

轴流式一次风机失速的分析及并列对策经验分享

风机是火力发电厂锅炉设备中重要的辅机之一，在锅炉上的应用主要是送风机、引风机和一次风机等。离心式风机具有结构简单、运行可靠、制造成本较低、效率较高、噪音小、抗腐蚀性能好的特点，以往锅炉风机普遍采用离心式风机。但是随着锅炉容量的增大，离心式风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制，离心风机过大的尺寸，会给制造、运输等方面带来一定的困难。另外，随着节能降耗意识的增强，为保证机组的经济合理运行，现在大容量机组越来越多的采用轴流式风机。但轴流式风机对运行调整水平要求较高，如调整不当，很容易发生失速，影响锅炉的安全运行。下面以轴流式一次风机为例，分析轴流式风机失速的机理和并列方法，与大家探讨。

运行中轴流风机失速的原因

由于气流速度与流量成正比，因此正常运行中导致风机流量异常降低的因素都可能导致风机失速：

（1）风机出口挡板销子脱落或断裂等原因导致其突然关闭或部分关闭时。

（2）变负荷过程中由于调节失灵或误操作致使两台风机风量严重不平衡。

（3）风机出入口风道堵塞，如暖风器或空预器严重积灰。

（4）运行中风机负荷剧烈变化，例如磨煤机跳闸等引起风量突减。

附图是轩岗电厂一次风机的失速特性曲线，当就地叶片开度角为-32°时，对应失速点出口压力为7KPa左右；当就地叶片开度角为+16°时,对应失速点出口压力可达13.9KPa，所以在日常运行中，一定要注意动叶开度与风机出口压力的对应关系使其工作在对应的正常区域，防止进入失速区。

风机性能曲线

轴流风机的失速特性是由风机的叶型等特性决定的，同时也受到风道阻力等系统特性的影响，一般动叶调节轴流式风机的特性曲线如图所示，其中，马鞍形曲线M为风机不同安装角的失速点连线，工况点落在马鞍形曲线的左上方，均为不稳定工况区，这条线也称为失速线。由图中我们不难看出：

①在同一叶片角度下，管路阻力越大，风机出口风压越高，风机运行越接近于不稳定工况区；

②在管路阻力特性不变的情况下，风机动叶开度越大，风机运行点越接近不稳定工况区。

失速与喘振的区别及联系风机的失速与喘振的发生都是在 Y—V1 性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的。但是失速与喘振有着本质的区别：失速发生在图 所示Y—V1 性能曲线峰值K 以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在Y—V1 性能曲线峰值K 以左的某一部分，其压力降低是失速造成的，可以说失速是喘振发生的根本诱因。失速发生时, 尽管叶轮附近的工况有波动, 但风机的流量、压力和功率是基本稳定的,风机可以继续运行。当风机发生喘振时，风机的流量、压力（和功率）产生脉动或大幅度的脉动，同时伴有非常明显的噪声，喘振时的振动有时是很剧烈的，能损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风机无法正常运行。 风机在喘振区工作时，流量急剧波动，其气流产生的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而且风压不断变化，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。

判断根据多年的运行经验，当并联运行的轴流一次风机出现下列现象时，说明风机发生了失速：

① 失速风机的压头、流量、电流大幅降低；

②失速风机噪声明显增加，严重时机壳、风道发生振动，机壳温度不正常升高；

③在投入“自动”的情况下，与失速风机并联运行的另一台风机电流大幅升高；

④与风机“喘振”不同，风机失速后，风压、流量降低后不发生脉动。

风机的失速现象是风机的一种不稳定运行工况，对于风机的运行安全危害很大：

①一次风机失速时，风量、风压大幅降低，引起炉膛燃烧剧烈变化，易于发生磨煤机堵塞和锅炉灭火事故；

②并联运行的另一台风机投入“自动”时，出力增大，容易造成电机过负荷；

③失速风机振动明显增高，可能使风机设备、风道振动大损坏；

④失速处理过程不正确时，很容易引起风机“喘振”，从而损坏设备。

预防一次风机失速的措施确保风道畅通，减小风道阻力才能彻底预防风机失速的发生，从理论上讲应该做到:

① 每次风机停运后都要校对风道挡板，使挡板内外开度保持一致；

② 优化一次风压自动调整曲线，在一次风机自动中尽量增加风机防失速功能。即当一次风投入自动时，视两台风机电流偏差而纠正一次风机的出力。在升负荷过程中，当两台风机电流偏差超过 3 安培时，系统自动闭锁增电流较大的风机的动叶，直到两台风机电流平衡，闭锁解除；在减负荷过程中，当两台风机电流偏差超过 3 安培时，系统自动闭锁减电流较小的风机的动叶，直到两台风机电流平衡，闭锁解除；

③ 运行中尽量保持一次风用户的均匀，无特殊情况时按 A，D，B，E，C，F 的顺序对称投磨煤机，按F，C，B，E，D，A 的顺序对称停磨煤机。

④ 停磨煤机之前要检查一次风母管压力不高于 9KPa，以防磨煤机停止瞬间一次风压突升，使一次风机进入不稳定区，引起风机失速。

⑤ 运行中注意保持两台风机风量平衡，电流接近，两台风机电流偏差不得超过3 安培。当发生一台一次风机刚刚失速时,应迅速交替关小两台一次风机动叶至30％左右，使两台一次风机尽快并列，回到稳定工况区运行,若失速时间较长则爱护找下面方法进行并列。

⑥ 利用每次停炉的机会对空预器和暖风器进行检查，发现积灰或杂物堵塞都要及时清理；遇大风天气时，及时清理风机入口滤网挂积的杂物，避免风机入口堵塞。

煤粉炉并列操作：

1、 降负荷至40-50%之间，三台磨运行，煤量控制在150t/h左右（三台磨运行,一台备用作为并列时调整风量用,其他两台磨不通风）。

2、 检查待并一次风机启动条件满足，调节运行一次风机动叶将一次风母管压力降至8.0Kpa左右。检查关闭A、B一次风机联络挡板和待并一次风机空预出口挡板。

3、尽量投入等离子(A磨运行)或2-4支油枪运行(无A磨运行)。

4、并一次风机的过程中或单台一次风机运行时，应适当增加运行磨煤机石子煤的排放次数；并酌情退出磨煤机的入口风量低、一次风与密封风差压低及一次风母管风压低三项保护。

5、 开启一台磨煤机进出口门通风,并列时做调整风量/风压用。

6、 启动待并一次风机，较大增加其动叶指令到平时开度，就地严密监视风机的运行情况。

7、 检查待并一次风机出口压力比运行一次风机出口压力高0.5Kpa左右时开启待并一次风机出口冷风门，检查一次风压正常。

8、 开启待通风磨煤机的冷风调节挡板至50%左右，检查一次风压正常。

9、 缓慢增加待并一次风机动叶指令，缓慢减小运行一次风机动叶指令，当待并一次风机电流对应上升、出力增加时再开大原运行风机动叶到与待并风机动叶相接近，此时开启待并一次风机对应侧空预器出口热一次风门并较快增加其动叶开度3—5%，同时开大备用磨的冷风调整门，维持一次风母管压力基本稳定。

10、在并列一次风机的操作过程中，由于磨煤机的一次风量波动大，易造成堵磨和主汽温度降低，在工况不稳时，先不要急于并列风机，尤其是当给水降到700吨流量时，不能再通过减少给水来稳定汽温，应及时将一次风压调稳调高，待工况稳定后再进行一次风机的并列操作。

11、 并列成功后就地检查一次风机运行正常并投入一次风机自动。

12、 启动第四台磨煤机加负荷，待燃烧稳定后及时将油枪及等离子退出运行。

13、按照正常操作启动另外的磨煤机。

14、风机发生失速后，可以不停止失速风机，在数小时内能进行风机并列操作；

15、风机发生喘振后，必须尽快停止故障风机运行，做好并列准备工作后，重新启动风机进行并列操作。