330MW机组轴流式引风机失速的机理及处理策略

330MW机组轴流式引风机失速的机理及处理策略

侯秋生

华电潍坊发电有限公司 山东潍坊 261000

摘要：阐述330MW锅炉轴流式引风机失速原因，烟道系统阻力过大、叶片材料磨损、风机动态被破坏、风机本体振动，设计不合理，调整不当等，针对这些机理提出处理预防策略，从而降低锅炉引风机故障率，保障电站锅炉能安全稳定运行。

关键词：引风机失速，机理，处理预防策略。

0. 引言

引风机是火力发电厂重要的辅机设备，对锅炉的安全运行起着重要作用。330MW机组采用的是双极动叶可调轴流式引风机，该型风机由于其效率高和节能性好被采用，但是由于其P-Q马鞍型特性曲线的特点，及其他因素影响，失速成为该型引风机常见的故障，失速侧风机吸风能力减弱，锅炉平衡通风遭到了破坏，导致炉膛负压产生急剧波动，锅炉可能引发MFT保护动作，造成机组跳闸等非停事故。所以引风机需要格外注意其运行电流和压力情况，发生故障时的快速处理，避免因为失速而影响锅炉的正常运行。本文从引起引风机失速各种机理及处理、预防策略等方面进行分析和探讨，具有借鉴意义。

1. 引风机设备概况

本火电厂配备两台型号SAF26-17-2式轴流式静叶调节引风机，由转子、传扭轴及联轴器、伺服控制装置等组成。风机轴承润滑方式采用润滑油，冷却方式采用润滑油和外置轴冷风机。风机转速990 r/min。风机叶片叶型为16DA16+7.5%，材料为15MnV角度由电动执行器通过液压调节装置进行调节，调节范围为 -40°～ 10°, 叶轮级数 2级，每级叶片数 16×2片，两级风机叶轮位于轴承箱两侧。其主体主要由叶轮、轴承箱、动叶调节机构等部件组成，风机与电机之间通过一段长轴连接，联轴器为膜片式弹性联轴器。 风机轴承箱包括前轴承和后轴承，分别支撑着一、二级叶轮，轴承类型为滚动或滑动轴承。

2. 引风机失速机理

风机叶片采用的是扭曲型，正常情况时，气流沿风机轴向位置进入风机，叶片给气流一个与升力大小相等、方向相反的推力，使气体能量增加并沿轴向排出，性能特点是流量大，扬程低。气流冲角a  （气流方向与叶片夹角）几乎为0，气流绕过扭曲型叶片保持着流线平稳的运行状态。当气流与叶片进口形成正冲角时，即a>0，叶片背面流动工况则开始恶化，会在叶片背面产生涡流区，当冲角超过某一临界值时，升力减少，阻力增加，出口压力随之急剧降低，这一现象称为“失速”。当某一叶片或某一些叶片发生失速后，该区域气流堵塞，气流会向相邻区域扩散，改变相邻区域的气流方向，从而使风机各个叶片均发生失速，形成交变应力，最终可能导致损坏叶片。

，如下图（1）

锅炉引风机运行时的工作点就是系统阻力曲线和引风机性能曲线的交汇点。风道系统阻力变化后，风机入口阻力曲线也会变化，如果阻力变大的话，引风机流量就会变小，使工作点产生偏移，风机就会进入不稳定工作区。

如下图（2）

3. 引风机出现失速的特征及处理

DCS上有“引风机失速”报警信号，当锅炉引风机发生失速情况时引风机电流大幅度晃动，压力超出额定工况。炉膛负压冒正，与之并列的另一台引风机在自动情况下会满出力运行，造成超额定电流运行，以满足炉膛负压设定值的要求，锅炉燃烧不稳，此时运行工况极为危险，调节不当会导致炉膛负压保护动作，发生MFT，同时失速风机，就地检查异音严重，此时运行人员应立即将风机控制置于手动，关小未失速的风机动叶，适当关小失速风机动叶，同时调节送风机的动叶，维持炉膛压力在允许范围内，如风烟系统的风门、挡板误关引起，应立即打开，同时调整动叶开度，直至运行工况稳定。

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4． 引风机发生失速的原因分析

（1）引风机进出口烟气通道阻力发生变化。

由于粉煤灰，易造成烟气通流部分的堵塞，特别是在受热面、脱硝、空预器和电除尘区域，上述区域发生堵塞后，其通流面积减小，烟气通流部分的沿程阻力增大，也就使引风机的管道阻力增大，风机就会更接近于不稳定区域。

受热面锅炉吹灰时，将受热面上的积灰清除，烟气中携带灰量增大，从而增加阻力。

电除尘器差压超过正常范围，引风机入口阻力增大。

脱硫浆液循环泵运行数量多。由于煤种含硫量高，当前环保参数要求严格，煤种含硫份高时，为达到超低排放要求，不得不增启脱硫浆液循环泵，这使得浆液出口烟道阻力增加。

空预器堵灰。空气预热器堵灰成分多数是硫酸氢氨，正常运行时要控制反应后氨的逃逸率，大量未反应的NH3溶液反应后形成硫酸氢氨，附着、吸附在空预器受热面管壁上，使空预器差压增大，从而使引风机入口阻力增大。

（2）煤质差，升降负荷过快，煤量大幅波动，引起引风机动叶开度超出额定值，引风机电流、压力超限，动叶冲角达到失速条件而产生失速。

（3）开机或检修后并列风机时，两台风机调节特性偏差过大，出力不均衡导致抢风。

（4）引风机执行机构发生卡涩、销子脱落，进出口挡板突然关闭或者部分

关闭。

5.引风机失速预防策略

（1）完善优化DCS逻辑报警能力，在引风机本体及轴系统安装多组相关报警装置测点，控制引风机风量、出力平衡，设定合理的风机进出口差压、电流偏差。

（2）引风机检修时，对叶片金属缺陷检测处理，重点检查动叶及执行机构，保证动叶无磨损、结垢，进行动平衡测试，并将振动值控制在最小范围内，各个叶片调节特性良好

（3）利用机组检修机会，对空预器、电除尘、脱硝系统、烟道进行定期检查清理除灰，保证烟道通畅，降低烟道系统阻力。

（4） 运行中，加强引风机及烟道压力运行参数的监视，做好同负荷下引风机电流、烟道阻力等参数的比对，及时发现问题。加强引风机动叶执行机构、挡板等设备的巡查，及时发现消除各类缺陷。

（5）运行中，严格执行空预器、受热面的吹灰制度延缓烟道阻力上升。空预器吹灰蒸汽参数合适、疏水彻底，按规定投退脱硝系统，脱硝系统调节平稳，避免大量喷氨，减少硫酸氨盐在空预器上的沉积。

（6）运行操作上，尽量保证两台引风机出力一致，控制引风机动叶、进出口差压、风机电流等参数，防止喘振，必要时降低负荷，防止风机参数偏离运行安全区域。

7 结语

在机组正常运行中，主要问题是锅炉尾部空气预热器区域严重积灰以及风机操作不当，这都会导致烟风系统阻力增加，是导致轴流引风机失速的主要原因。值班员应该根据运行经验，在轴流引风机出现电流大幅度波动、入口压力和炉膛负压大幅增加等情况时，及时判断引风机失速，做好提前调节和事故预想。将这类事故隐患消除在萌芽状态、防止事故扩大，为确保机组的安全稳定运行提供保障。

参考文献：

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[3]李卫平：低负荷工况“非典型”引风机失速原因及对策，科技风， 2022-02：90-93；

[3] Q/HDWF 10201.003-2020，辅机规程，330MW机组集控运行规程辅机部分178；