华能德州电厂轴流式送风机失速原因分析及预防措施.doc

华能德州电厂轴流式送风机失速原因分析及预防措施 ?　　华能德州电厂6号机组额定容量为660 MW，锅炉容量为2 209 t/h，是德国制造的亚临界、一次中间再热、单炉膛、Γ型布置、自然循环汽包炉。锅炉配有2台三分仓回转式空预器，2台型号为FAF30.15.1的动叶可调轴流式送风机，动叶调节范围为-29°～31°（对应动叶开度0%～100％），设计风量为315 m3/s，设计静压为4 275 Pa，风机转速为985 r/min。2台送风机入口处各装设一组50％容量暖风器，暖风器设计压降0.2 kPa。华能德州电厂6号机组于2002 年10 月投产发电，投产后，在2003年5月～6月期间，多次发生送风机失速现象，一度影响了机组带负荷能力，经过技术人员分析，认为6号锅炉送风机失速的主要原因是空预器堵灰严重，风道阻力特性变化使送风机动叶开度过大、运行在不稳定区所致，经过设备治理，使空预器压差减小到设计值范围内，消除了送风机失速的隐患。 1??????? 轴流式送风机失速机理 　　　　轴流风机叶片通常是机翼型的, 轴流式风机叶片气流方向如图1所示。当空气顺着机翼叶片进口端(冲角α= 0°) ,按图1（a）所示的流向流入时, 它分成上下两股气流贴着翼面流过,叶片背部和腹部的平滑“边界层”处的气流呈流线形。作用于叶片上有两种力, 一是垂直于叶面的升力, 另一种平行于叶片的阻力, 升力≥阻力。当空气流入叶片的方向偏离了叶片的进口角, 它与叶片形成正冲角(α0°),如图1（b)所示。在接近于某一临界值时(临界值随叶型不同而异) , 叶背的气流工况开始恶化。当冲角增大至临界值时, 叶背的边界层受到破坏, 在叶背的尾端出现涡流区, 即所谓“失速”现象。随着冲角α的增大, 气流的分离点向前移动, 叶背的涡流区从尾端扩大到叶背部, 脱离现象更为严重, 甚至出现部分流道阻塞的情况。此时作用于叶片的升力大幅度降低, 阻力大幅度增加, 压头降低。 ? 　　 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，动叶调节轴流式送风机的特性曲线如图2所示，其中，鞍形曲线M为送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。 ? 图2　动叶调节轴流式送风机特性曲线 　　根据电厂的运行经验，当并联运行的轴流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、烟道发生振动；③在投入“自动”的情况下，与失速风机并联运行的另1台风机电流、容积比能大幅升高；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，易于发生灭火事故；②并联运行的另1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，可能风机设备、风道振动大损坏；④处理过程不正确时，易于引发风机“喘振”，损坏设备。 2　德州电厂6号炉送风机失速分析2.1　现象分析　　2003 年5月～6月间，6号炉多次发生送风机失速现象, 每次失速现象基本相似,下面以2003年6月19日6号炉B送风机失速为例进行分析：当日14∶?47，6号机组负荷为600 MW，A、B送风机并列运行，动叶控制置自动状态，空预器后二次风母管压力为1.76 kPa，A、B送风机动叶开度均为87％，A送风机电流290A, B送风机电流300A（额定值370A），炉膛压力-70Pa。运行人员发现炉膛压力突降至-810 Pa，A、B送风机动叶开度迅速升至100％，母管二次风压骤降至0.76 kPa，A送风机电机电流升至360A，B送风机电机电流降至220 A，且B送风机振动骤然升高，风机异常发生后，风压、风量、振动、风机电机电流等参数突变后未发生波动，因此运行人员判断为B送风机失速，而不是喘振，运行人员立即减少锅炉燃烧，手动关小A、B送风机动叶至80％，此时二次风压回升，B送风机振动回落至2 mm/s，送风机失速现象消失。失速前、后风机主要参数比较见表1。 表1　失速前、后风机主要参数比较 ? 项??目 ? 风机失速前 ? 风机失速后 ? ? A送风机 ? B送风机 ? A送风机 ? B送风机 ? ? ? 动叶开度/% ? 87 ? 87 ? 100 ? 100 ? ? ? 电流/A ? 290 ? 300 ? 360 ? 2