韓葉廷

（陽城國際發(fā)電有限責任公司，山西 晉城 048102）

某電廠工程所采用鍋爐為2×300MW機組，鍋爐采用四角切圓燃燒方式和中間儲倉式制粉系統(tǒng)，同時所配用的引風機為可調(diào)軸流式通風機，其中部分參數(shù)如下：風機型號（TB工況：G158/280，BMCR工況：G158/180），流量（TB工況：277.72，BMCR工況：252.47），全壓：4910，葉片數(shù)16，額定轉(zhuǎn)速：735。

1 鍋爐引風機失速、喘振異?，F(xiàn)象及發(fā)生機理

首先引風機失速即葉片葉弦的夾角和氣流方向被稱為沖角，會使進入風機葉柵的氣流沖角隨著開得過大的風機動葉而增大，一旦沖角超過臨界值，葉片背面尾端立即會出現(xiàn)渦流區(qū)，沖角超過臨界值越多則表示失速越嚴重，同時會加大流體阻力，進而堵塞流道，降低風機風壓后引發(fā)喘振。

其次軸流風機運行中喘振是最特殊的現(xiàn)象，風機風量與出口壓力不對應(yīng)是造成風機喘振的原因。喘振指風機在運行于不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)并引起電流、風量和壓力的大幅度脈動及管道和風機劇烈震動的現(xiàn)象。高壓頭，大容量風機發(fā)生喘振的危害很大，會直接損壞設(shè)備和軸承，鍋爐的安全運行也會受風機事故的直接影響，總而言之，失速是發(fā)生喘振的基本因素，然而失速卻不一定會是喘振，它只是單純地失速惡化表現(xiàn)。

表1 引風機設(shè)計參數(shù)

2 鍋爐引風機失速、喘振異常的原因

2.1 風機失速原因

如果風機長時間運行于失速區(qū)，必然會損壞葉輪的機械部件或造成葉片斷裂，因此則有相關(guān)風機制制造廠規(guī)定，如果風機運行于失速區(qū)域內(nèi)超過15h則需立即更換葉片。但對于機組來說，風機失速會造成設(shè)備出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，同時會減少機組負荷及迫使單側(cè)通風組停止運行。本文所研究引風機的參數(shù)見表1。

從表1中可得知，喘振前機組負荷為600MV，引風機動葉開度在93%左右，引風機喘振時的進口壓力、馬達電流和進口煙氣流量呈大幅度周期性脈動，同時爐膛負壓的波動也較大。引風機出現(xiàn)喘振時的參數(shù)見表2：首先發(fā)生喘振的B側(cè)引風機，馬達電流也下降到215A，之后A側(cè)引風機也開始出現(xiàn)喘振，還產(chǎn)生搶風現(xiàn)象，導(dǎo)致進口煙氣流量、進口壓力、馬達電流的波動變化較大。恰好引風機附近有運行人員巡檢，當場聽到周期性和劇烈的噪音與振動。

2.2 引風機喘振原因

空預(yù)器的煙氣測壓差過大增加引風機進口管路阻力，最終出現(xiàn)管路特性曲線中所顯示的變陡現(xiàn)象。對此引風機需不斷增加出力使爐膛負壓維持到相應(yīng)的范圍，引風機電流會隨著動葉不斷地開大而增加，進而導(dǎo)致引風機進入不穩(wěn)定工況區(qū)域，造成引風機失速，失速惡化則會發(fā)生喘振并發(fā)展為和另一臺引風機搶風情況，最終導(dǎo)致兩臺引風機進口煙氣流量、馬達電流、進口壓力出現(xiàn)大幅度交替脈動，使機組和設(shè)備的安全運行受到嚴重威脅。

2.3 引風機失速與喘振的聯(lián)系和區(qū)別

軸流式風機的基本屬性即失速，每個引風機上的葉輪可以都會出現(xiàn)不穩(wěn)定的失速現(xiàn)象，但這種失速現(xiàn)象是肉眼看不到的，處于隱性之中。肉眼無法看到的，因此只能采用高頻測試器和高靈敏度儀器對其探測。但喘振和它不同的一點就在于是顯行的。風機的流量、壓力、功率等脈動會在發(fā)生喘振時伴隨著噪聲有劇烈明顯的晃動，但需指出的一點是，喘振只會出現(xiàn)在一定的條件內(nèi)，如同等風機安裝在不同系統(tǒng)就會出現(xiàn)喘振和不喘振現(xiàn)象。此外，葉片結(jié)構(gòu)特性也是造成風機失速的因素之一，從開始到結(jié)束其基本規(guī)律都一直存在，其運行不會受系統(tǒng)容積形狀的影響。風機與系統(tǒng)耦合的振蕩特性是喘振的表現(xiàn)形式，風道容積在一定程度會限制其頻率和振幅，在發(fā)生失速時盡管葉輪附近的工況會出現(xiàn)波動，然而整臺風機的流量、壓力和功率基本不會受失速影響，依舊保持穩(wěn)定運行。但需指出的的是，整臺風機的壓力、流量和功率在發(fā)生喘振時會遭到大幅度脈動，導(dǎo)致正常運行無法維持。此外，失速是降低壓力的關(guān)鍵因素，它只存在于頂峰以左的區(qū)域段，喘振只發(fā)生于風機特性曲線的坡度區(qū)域段，二者有著緊密聯(lián)系，因而喘振發(fā)生和失速的存在息息相關(guān)。

表2 引風機喘振參數(shù)波動列表

3 鍋爐引風機失速、喘振異常解決辦法

3.1 合理選擇引風機型號和型式

風機選型的合理確定是保證其經(jīng)濟安全運行的前提，其設(shè)計參數(shù)更要嚴格把握，如果參數(shù)過大，會導(dǎo)致風機不能運行在高效區(qū)域內(nèi)，使風機運行效果受到影響，同時會導(dǎo)致風機進出口管道產(chǎn)生強烈振動，進而威脅機組的安全運行，但參數(shù)過小同樣會造成引風機和實際機組滿發(fā)的需求不符，是目前我國電站風機選型參數(shù)主要根據(jù)鍋爐最大蒸發(fā)量所需風（煙）量計算阻力，同時再加上一定的富裕量，因此設(shè)計裕量是合理確定引風機型號的關(guān)鍵參考標準。需指出的是，風機選型需有以下參數(shù)：BMCR工況、鍋爐點火啟動工況、50%BMCR工況、選型工況（TB）等，在選型過程中首先根據(jù)TB工況參數(shù)選取風機型式和型號大小，之后在所選擇的風機性能特性曲線圖上畫出系統(tǒng)阻力特性，以此觀察所要選的風機是否和安全穩(wěn)定運行的需求相符。

3.2 采用先進的調(diào)節(jié)方式和編制具體的風機規(guī)程

風機調(diào)節(jié)最適用的方法即變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，之后選用不同性能的風機，如進風箱進口百葉窗式擋板調(diào)節(jié)的離心式風機、靜葉調(diào)節(jié)軸流式風機、入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)離心風機、動葉調(diào)節(jié)軸流式風機等。有時風機中的葉片角度會在運行中因為系統(tǒng)計算誤差、調(diào)節(jié)機構(gòu)動作不當或系統(tǒng)積灰阻塞等原因?qū)е嘛L機進入失速區(qū)域，或另一臺風機并入時受操作不當影響，導(dǎo)致第二臺風機失速線的最低點要低于第一臺風機運行壓力，由此造成第二臺風機出現(xiàn)喘振，甚至有時還會造成母管壓力失衡。因此電廠應(yīng)在風機投入運行前根據(jù)制造廠提供的資料和系統(tǒng)具體條件詳細編制風機運行規(guī)程，最后把所制定的規(guī)程作為該類設(shè)備運檢的參考標準。

3.3 防止引風機喘振的具體辦法

針對鍋爐引風機發(fā)生喘振原因并結(jié)合日常運行維護中常出現(xiàn)的問題，可從以下解決方法著手：首先在運行中加強監(jiān)視空預(yù)器煙氣側(cè)差壓，一旦差壓異常升高時則及時增加吹灰次數(shù)，防止空預(yù)器堵灰。其次要保證鍋爐啟動和停止中及時通過刁姐燃油流量防止低負荷，避免油槍出力過大而造成不充分燃燒現(xiàn)象，導(dǎo)致煙氣中的油（水）氣凝結(jié)造成空預(yù)器換熱元件銹蝕發(fā)生堵灰。第三改造不合理管道布置和低效率運行風機；目前，我國大型電廠使用的高校電站風機受多種原因限制，導(dǎo)致電廠內(nèi)堆積不少低效率運行風機，那么對此類風機進行改造對提高運行效率起著重要的促進作用，同時也是我國電站風機節(jié)能的關(guān)鍵途徑。第四運行中盡可能的控制引風機的動葉開度不超過85%，一旦超過這個范圍值需需通過降低機組負荷或鍋爐氧量對動葉進行控制。

結(jié)語

總而言之，鍋爐引風機失速和喘振原因和煙氣側(cè)差壓過高和空預(yù)器堵塞有著緊密的聯(lián)系，尤其煙氣側(cè)差壓過高會導(dǎo)致引風機進入不穩(wěn)定工作程序進行工作，也和風機的選型不合理有關(guān)，引風機在較為陡峭的工況中運行。對此，需采用化學(xué)藥物及高壓水沖洗孔預(yù)器，及時更換部分損壞嚴重的換熱箱，加強監(jiān)視空預(yù)器測壓差，選擇合適的引風機，確保風機在失速裕度足夠且穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)運行。

[1]張成.動葉可調(diào)引風機失速與喘振原因分析與處理[J].中國設(shè)備工程，2014（08）：19-20.

[2]黃偉，李文軍，萬克洋，等.300MW鍋爐引風機葉片斷裂原因分析及對策[J].湖南電力，2009，29（04）：26-28.

[3]黃偉，謝國鴻，賓誼沅，等.大型鍋爐引風機失速、喘振異常的分析與探討[J].電站系統(tǒng)工程，2009，25（04）：27-28，30.

[4]熊蔚立，黃偉，劉志輝，等.600MW機組"W"火焰鍋爐結(jié)焦原因分析及對策[J].中國電力，2009，42（12）：57-60.

[5]趙岳凡.大唐耒陽發(fā)電廠#3B引風機、送風機失速及喘振分析[J].低碳世界，2013（18）：146-148.