动叶可调轴流风机失速分析及预防措施

动叶可调轴流风机失速分析及预防措施

唐 浪 杰

贵州金元茶园发电有限责任公司，贵州 金沙 551800

【摘 要】 大型火电厂中一、二次风机常采用轴流式风机，由于各方面的原因导致风机发生失速，对风机的安全和机组的安全稳定运行带来严重的威胁。本文在对一次风机失速的现象、危害及原因分析的基础上，总结了运行中如何预防风机发生失速的措施及失速后的处理经验。

【关键词】 轴流式风机 失速 预防措施

1 前言

火电厂中一次风机、二次风机及引风机等普遍采用轴流式风机，在实际运行中，由于风机设计选型、安装工艺、系统阻力变化等原因，造成轴流风机发生失速、喘振等异常运行工况，对风机本身及机组的安全稳定运行带来严重的威胁。

茶园电厂锅炉为DG2020/25.31-П12型超临界变压直流炉，采用正压直吹式制粉系统，一次风机采用沈阳鼓风机厂生产的AST-1736/1120型动叶可调轴流式风机，由于风机选型偏大，在机组满负荷运行时一次风机出力仅达到风机额定出力的60%左右，加上风机实际运行工况点大大偏离厂家提供的性能曲线上的理论失速线，对风机的运行操作和分析判断指导不足，导致一次风机运行中多次发生失速，严重影响了机组的安全稳定及经济运行。

2 轴流式风机失速原理

轴流式风机的叶片通常是机翼流线型的，在冲角为零或者小于临界冲角时，其阻力主要为叶片的表面摩擦阻力，机翼型的气流保持其流线形状。当冲角增加到某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，尾部涡流变宽，升力减小，阻力急剧增加，进而使叶道堵塞，使风压急剧降低，这种现象称为失速。

3 轴流式风机失速现象及分析

3.1失速的现象

茶园电厂一次风机在不同负荷段均发生过失速，失速后主要现象为：失速一次风机电流突降（10-20A），2台风机电流偏差大，失速风机出口风压快速下降，一次风母管压力急剧下降，风机发失速报警，严重时造成锅炉燃烧不稳甚至灭火。失速前后参数对比见表1。

表1 一次风机失速前后参数对比

3.2 失速的危害

由于茶园电厂采用正压直吹式制粉系统， 一次风主要用于炉膛燃烧的煤粉的干燥和输送；一次风母管压力短时快速降低后，导致进入炉膛的煤粉量瞬间急剧减少，如发现不及时或处理不当极易造成锅炉燃烧不稳甚至灭火事故。

3.3 原因分析

一次风机选型偏大，风机大部分时间运行在低负荷（40—45%额定负荷）区域，按风机厂家给定

风机性能曲线，风机实际运行工况点远离理论失速线，风机本该运行在稳定区域，但根据现场的实践和试验得知，风机实际失速线与风机厂给定的理论失速线偏离较大，风机长期运行在不稳定区域，在运行中当系统阻力或通道稍有变化即会导致风机就会落入失速区，造成风机失速。见图1。

图1 风机理论失速线与实际失速点

4风机失速的预防及处理措施

4.1 通过试验绘制出风机实际失速线，运行中控制风机出口风压不高于引起风机失速的最低压力。

4.2 维持尽量多的一次风通道，将备用磨机通道打开，增加风机流量，使风机失速点在P-Q图上右移，尽量避开不稳定区域。

4.3 运行中尽量保持2台风机出口压力一致，保持2台风机出力平衡，防止偏差过大，通道变化时引起风机抢风或失速。

4.4 加强风道系统的维护，防止空预器堵塞，减小系统阻力。

4.5 根据风机失速后的现象，以及风机失速后需要快速将失速风机脱离失速区的原则，设置风机失速自动纠正逻辑，通过热工自动控制快速将失速风机脱离失速区，同时快速提高一次风母管压力，防止一次风母管压力下降过多、时间过长造成锅炉燃烧不稳或锅炉灭火事故。

失速纠正逻辑（以A风机为例）：A风机失速报警或A风机电流大于B风机电流8A，且一次热风母管压力低于5.0kPa，触发A风机失速纠正逻辑，将A风机动叶强制关至20%、B风机动叶强制开至80%。

4.6 在风机入口加装风机防失速装置，改变风机运行工况。

4.7 将风机失速差压开关改造为差压变送器并引至DCS，加强对风机失速差压的监视，发现风机失速差压上升时，及时进行调整，让风机远离失速区。

5 结束语

在清楚了轴流式风机发生失速的真正原因后，通过上述预防措施的实施，风机失速很少发生。同时，通过设置了失速纠正逻辑后，风机失速后通过热工逻辑自动快速将风机摆脱失速区，保证风机的安全，并快速提高风压，杜绝了风压下降过多过快造成锅炉燃烧不稳和灭火事故。

【参考文献】

[1] 华北电力大学能源动力与机械工程学院，马少栋，李春曦等.动叶可调轴流风机失速与喘振现象及其预防措施。