动叶可调引风机失速与喘振原因分析与处理

张 成

（华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 271100）

动叶可调引风机失速与喘振原因分析与处理

张 成

（华电国际莱城发电厂，山东 莱芜 271100）

针对某厂330MW机组高负荷及低负荷下出现两台引风机“抢风”现象，通过分析提出防止该现象的技术措施，成功避免因风机“抢风”降低机组出力、锅炉灭火的发生。

引风机；失速；动叶可调；喘振；抢风；稳燃

某厂330MW机组锅炉采用型号为B&BW-1196/17.5-M的汽包炉。炉膛采用平衡通风系统，选用两台动叶可调轴流式引风机，引风机为SAF型电站动叶可调轴流引风机，型号为SAF30.5-21.1-1，失速与喘振是动叶可调引风机常见故障。

一、引风机工作原理

引风机是以机翼升力原理为基础，被输送提升增压的流体是沿轴向流动的，如图1所示。

图1 翼型绕流原理

引风机叶片似机翼，也称翼型叶片，当流体绕过翼型时，在翼型顶端A处将流体分成两段，一股经翼型下表面，另一股流经翼型上表面，在经翼型上、下表面后，同时在翼型尾端B点汇合，因翼型下表面路径比上表面长，故下表面流速大于上表面，流体对翼型上表面产生一个向下的作用力F。同时翼型对于流体也将产生一个反作用力F′，F与F′大小相等、方向相反，作用在流体上。当风机叶片在流体中高速转动时，流体在叶片上下表面产生急速相对绕流，叶片对流体就产生如上述的F′作用力，在此力作用下，流体就压升到一定高度，这就是引风机输送和提升流体的基本原理。

二、引风机抢风原因分析

1.事发时工况分析

2011年6月20日，机组负荷250MW，1A引风机发生抢风事件，事发参数如表1所示。

表1 抢风时运行参数

事发时机组无大幅度运行操作调整，排除了运行操作问题，各自动处于平稳运行，无大幅度自动调节。在事发前3min锅炉增加了17t煤，无其它操作，事发前后两台引风机压升参数如表2所示。

表2 引风机压升

因事发阶段引风机动叶实际开度没有数据，根据现阶段引风机运行工况与动叶开度进行分析计算，事发时引风机动叶开度在5°左右，引风机压升6.1kPa，根据引风机Q-H曲线，此时引风机处于工况区域，应该发生了抢风。

2.引风机运行

（1）旋转失速。

引风机动叶片前后出现差压，在气体都不变工况下，其差压取决于动叶冲角а（流体速度方向与翼型前缘点连接线组成的翼弦之间的夹角）的大小。

运作中的引风机，由于动叶片加工的误差，安装动叶片时角度的误差以及气流的流向在叶轮入口不完全一

致，所以当气流的冲角达到临界值附近时，可能会在叶片上发生失速产生脱流。

（2）喘振。

喘振的发生会破坏风机与管道的设备，威胁风机及整个系统的安全，如图2所示。采用节流降低风机流量，当风机工作在K点右侧的时候，此时的风机运行是正常稳定的，当风机流量Q＜Q0时，这个状态轴流风机出口产生的最大压头是下降趋势的，管道中的压力大于出口风压，但是由于风道系统的容量比较大，此时风道中的压力H没有变化。所以风机所产生的压头小于风道中的压力，从而使得气流产生反方向倒流运行，风倒流进入运行风机中，风机工作点将由K点快转移至C点。风道系统中的风量由于故障风机气流倒流而迅速减少，于是风道压力立即降低，风机工作点就顺着CD线迅速下降至流量Q为0时的D点，送风量降低到零，但是风机仍在继续运行，继续送出流量，工况点又从D点跳至对应的工况点F，如果机组要求的流量仍低于Qk，上述过程又会重复出现，如果风机工作状态按照FKCDF周而复始地进行，这种循环的频率如与风机系统的震荡频率合拍时就会引起共振，风机发生了喘振。

图2 引风机的Q-H性能曲线

旋转失速与喘振在调机运行时，只要条件满足均可发生，而“抢风”现象是两台并列运行所独有的，其实质是其中一个风机发生了旋转失速，流体在风道系统中不能有效流出所导致。

三、防止引风机抢风的技术措施

（1）严格按照风机厂家给出的安装说明书进行安装，尤其是动叶片，避免动叶装反。

（2）入炉煤尽量保持干燥，这样烟气中飞灰湿度小，不易附着在空预器传热元件上，空预器差压小，两侧风机出力在调平后不易发生“抢风”现象。

（3）加强吹灰工作，尤其是空预器吹灰，必要时适当提高吹灰压力。空预器堵灰严重时，风机压头增大，风量一定的前提下，低负荷时极易发生“抢风”现象。

（4）为避免锅炉引风机发生这种现象，在点火或低负荷运行时，尽量避免两台引风机并联运行。

（5）利用停机检修有利时机，清除风道内积灰等杂物，保持两侧风道通畅、阻力相同。

（6）根据长期以来B除尘器差压高、A侧排烟温度高于B侧就可以初步判断处两个引风机出力不均。

（7）机组停运时，检查引风机动叶调节机构各部件无卡涩，灵敏度一致，尤其是伺服阀和调节杆，做动叶动态试验合格后方可投入使用。

（8）定期更换引风机液压油，确保油质合格、无杂物。

四、并列运行引风机“抢风”后的处理

（1）发现运行中的引风机“抢风”，根据负荷情况及时调整机组出力值，使单台风机在最大出力所对应的负荷下运行，但应避免超出力运行，同时确保炉膛负压、氧量在规定范围内。

（2）严密监视各燃烧器活检，发现燃烧不稳时及时投油稳燃，避免锅炉灭火。

（3）调整引风机动叶过程一定要谨慎、缓慢操作，防止发生两台引风机轮流“抢风”，就地检查引风机动叶调整机构是否发生故障，主要是连杆机构和液压调节有回油量，如回油量大很可能是调整机构铜套发生故障所致。

（4）引风机“抢风”时，电流较小、出口风压较小的引风机时出力小或不出力的，而该引风机动叶开度值100%。此时应将其动叶逐渐关小，同时注意负压变化，当关至较小开度后，缓慢开大动叶增加出力，如出口风压逐渐增大，说明该风机已经逐步带上负荷，否则将动叶开度再调小，然后进行比例操作。同时逐渐关小出力大的风机动叶开度，保持二次风箱压力或二次风压温度。当出力小的引风机出口风压接近另一台风机出口风压时，调节要放缓，间隔30s后进行，防止并列后二次风量大幅度增大，总风量的突然增加会导致炉膛负压冒正、燃烧不稳。

（5）将两台运行的引风机电流调整一致，两台引风机并列运行，调节机组负荷值给定值。

（6）如引风机调节机构发生故障，运行中无法消除，可择机停机处理或停运故障风机。停运故障风机前要将该风机出口挡板就地逐渐关小，投入油枪稳定燃烧，调整炉膛负压至200～300Pa，当出口挡板关至30%左右时，就地迅速关闭出口挡板，故障风机停运后再做处理。

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