軸流式雙級葉輪一次風機失速分析

1、軸流式雙級葉輪一次風機失速分析王志飛 錢曉峰/浙能嘉興發(fā)電有限責任公司摘要：通過分析600MW機組一次風機多次發(fā)生失速原因，找出存在的隱患，并通過改進措施，使一次風機運行的可靠性得到提高。關鍵詞：軸流式通風機 失速 分析 中圖分類號：TH432.1 文獻標識碼：B文章編號：1006-8155（2007）02-0076-03Stall Analysis for Double Impellers Primary Axial-flow FanAbstract: Analyze the reason of 600MW unit primary fan stalled many times, find

2、the existent hidden trouble, and improved the running security for primary fan by improvement measure.Key words: Axial-flow fan Stall Analysis0 引言一次風系統(tǒng)的特點是風量小，風壓高，當風量變化時要求風壓改變較少。采用動葉可調軸流風機需雙級葉輪才能滿足風壓需要，但雙級軸流風機低負荷時運行不當易發(fā)生失速喘振現(xiàn)象。而在風機的調節(jié)特性及整個機組運行的經濟性上軸流風機明顯優(yōu)于離心式風機。嘉興電廠二期4600MW機組，一次風機選用了上海鼓風機廠的動葉可調軸流式風機

3、，采用雙級葉輪，液壓油站采用TLT原裝進口，電動機采用進口滑動軸承，取消稀油站。一次風機主要技術指標列于表1，特性曲線示于圖1。 表1 一次風機主要技術參數(shù)風機型號PAF19-12.5-2葉輪直徑 1884 mm風機轉速 1470 r/min 容積流量 122.76 m3/s 全壓升_收稿日期：2006-09-25 嘉興市 314000電機功率 15.246 kPa 2300 kW圖1 一次風機特性曲線1 一次風機失速現(xiàn)象及調整方法嘉興電廠二期3、4、5號機組自調試以來，曾經多次出現(xiàn)風機失速現(xiàn)象（見圖2）。主要現(xiàn)象：當運行中一次風機動葉開度約為60時，電流110A，一次風母管壓力9.0kPa。

4、當由于磨煤機跳閘一次風量減少時，一次風機動葉自動關小，但引起一次風母管壓力上升至9.810.3kPa。此時有一臺一次風機發(fā)生失速，母管壓力驟降，在自動控制下兩臺一次風機動葉開大直至全開，發(fā)生失速的風機電流下降，未失速的風機電流大幅增大，母管壓力基本穩(wěn)定在6.07.0kPa。圖2 一次風機失速時現(xiàn)象當發(fā)生一次風機失速后，一次風母管壓力低，風機動葉全開，此時運行人員通過調整恢復了一次風機穩(wěn)定運行。將兩臺一次風機動葉自動控制撤出，同步關小兩臺一次風機的動葉，此時一次風母管壓力可能還會有所降低，注意控制運行磨煤機一次風量正常，當一次風機動葉恢復到接近失速前開度時，失速風機電流上升開始帶出力，穩(wěn)定一下等

5、兩臺一次風機電流調平后重新投入一次風機動葉自動控制。2 失速的分析一次風機自動控制策略是A、B側一次風機均調整一次風母管壓力，一次風機A、B按照兩臺風機的出口壓力做平衡回路，來平衡兩臺風機的出力。根據(jù)一段時間運行的情況觀察，發(fā)現(xiàn)在兩臺一次風機出口壓力相同的情況下，兩臺一次風機電流相差15A。從這點分析，兩臺一次風機的風道阻力大小偏差較大，同時，由于出口壓力測點只有一個，并不排除一次風機出口壓力的測量不準確的情況導致了兩臺風機沒有真正的實現(xiàn)平衡。顯然，兩臺一次風機運行工況點落在不同的性能曲線上，風機的出力偏差較大。同時兩臺一次風機是在母管上并聯(lián)運行，平衡工況下對應一次風機A/B的管道阻力特性曲線

6、也是不同的。從最近幾次一次風機失速的情況來看，磨煤機跳閘，自動關閉跳閘磨煤機的出口門，導致一次風母管壓力的瞬間提高，由于兩臺風機本身特性不同，而且一次風機B動葉開度大，在關小時出口壓力變化較小，根據(jù)一次風機性能曲線，當時的風量離它的失速線余度較小，而且在風機的穩(wěn)定工況區(qū)其風量壓頭性能曲線非常陡。由于突降風量分配量大于風機所對應的風量和該性能曲線失速點對應的風量之差，一次風機B直接進入失速工況。當一臺一次風機進入失速工況后，風機內部的損耗迅速增大，表現(xiàn)為風機的出口壓力迅速下降，向系統(tǒng)的供風能力驟降。同時另一臺風機將按當時工作點所處的性能曲線自動承擔系統(tǒng)的用風量，對單臺風機來說，它的供風量迅速增大

7、，表明系統(tǒng)壓力驟降。而此時兩臺一次風機的進口動葉將按自動調節(jié)的要求迅速開大，表明系統(tǒng)壓力有所回升。最終系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定取決于單臺風機的供風能力和此時系統(tǒng)工況所需風量所對應的管道阻力特性。額定工況下單臺一次風機出力約80m3/s，從性能特性曲線看失速風壓約為13.7kPa，但實際運行中當風機出口壓力達10.3 kPa時風機會發(fā)生失速。額定負荷時一次風母管壓力為9.0 kPa，風機出口壓力約9.8 kPa，與失速壓力10.3 kPa相距很近，當磨煤機跳閘引起一次風壓快速上升時，風機出口壓力就會達到10.3 kPa而失速。為了避免風機出口壓力達到失速值，需要降低一次風母管壓力，以提高風機失速余量。3

8、改進措施面對4號機組的一次風機經常出現(xiàn)失速的現(xiàn)象，在3號機組A檢修過程中，通過降低一次風機自動的設定值和修改控制邏輯，在磨煤機跳閘后，使磨煤機出口門1開度保持一段時間。從3號機組A檢修以后的運行情況看，改進后一次風機失速的情況沒有再發(fā)生過(見圖3)。 圖3 磨煤機跳閘后一次風機運行情況總結3號機組的經驗，采取以下改進措施.（1）降低一次風機自動控制設定值。將原來4臺或4臺以上磨煤機運行時，一次風機母管壓力控制在9.0kPa ；3臺磨煤機運行時，一次風機母管壓力控制在8.5 kPa ；1臺或2臺磨煤機運行時，一次風機母管壓力控制在8.0 kPa。改為3臺磨煤機運行或3臺以上磨煤機運行時，一次風機

9、母管壓力控制在8.5 kPa ；1臺或2臺磨煤機運行時，一次風機母管壓力控制在8.0 kPa。一次風母管壓力降低后，減少了空氣預熱器的漏風，系統(tǒng)阻力也有所降低，使一次風機的電流下降了約2A。同時一次風母管壓力降低后，磨煤機風門開度在40左右，能滿足一次風量要求（見表2）。 表2 一次風壓降低前后參數(shù)對比磨煤機風量/(t/h)磨煤機冷風門開度/%磨煤機熱風門開度/%一次風機電流/A一次風壓/kPa降壓前93.2512.338.691099.0降壓后93.0213.6741.46106.68.5（2）修改控制策略。當磨煤機跳閘后，由于風門、出口門快速關閉，系統(tǒng)一次風量突減100t/h，使一次風母管

10、壓力快速上升并達到風機失速區(qū)。所以控制的策略是：一方面當磨煤機跳閘時快速關小一次風機動葉以減少一次風量，使一次風母管壓力不會快速上升；另一方面使跳閘的磨煤機的一次風量減少，速度降低。所以邏輯修改為 在3臺或3臺以上磨煤機運行時，如果發(fā)生一臺磨煤機跳閘，則發(fā)出指令將2臺一次風機的動葉均快關5開度；如果發(fā)生2臺及以上磨煤機跳閘，將2臺一次風機的動葉均快關8開度； 磨煤機跳閘后（并非磨煤機出口溫度高引起的跳閘），在無MFT信號情況，且2臺一次風機均運行的情況下，1號出口門延時50s才關閉，其他5個出口門立即關閉。（3）校驗動葉安裝角。由于一次風機有兩級葉片，如果匹配不好，前級葉片產生的風量不能及時被

11、下一級葉片輸送出去，風量就會在兩級葉片間產生紊流，甚至使風機失速。為了把前一級葉片產生的風量全部輸送出去，調整后一級葉片零位開度應比前一級葉片大1度，從而可使后一級葉片能及時將前級葉片產生的風量送出。（4）對一次風機A、B出口壓力變送器進行校驗。一次風機A、B按照兩臺風機的出口壓力做平衡回路，來平衡兩臺風機的出力。由于出口壓力測點只有一個，也不排除一次風機出口壓力測量不準確的情況會導致兩臺風機沒有真正的實現(xiàn)平衡。故利用機組檢修時間對一次風機出口壓力變送器進行校驗。（5）對空氣預熱器的漏風裝置進行改進，提高投入率。通過提高空氣預熱器扇形板減少其漏風，從而使一次風機運行在動葉開度較小的區(qū)域，使風機抗失速能力加