山東省龍口市東海工業(yè)園東海熱電廠 楊海利

1 引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)喘振和失速異常的現(xiàn)象分析

1.1異常機(jī)理分析

葉片氣流沖角是指葉片的面與氣流之間的夾角，當(dāng)處于正常狀況下引風(fēng)機(jī)的沖角較小，氣流能夠繞過翼型葉片保持流線狀態(tài)，當(dāng)氣流與葉片進(jìn)口角出現(xiàn)一定偏離時(shí)，會(huì)形成正沖角，之后正沖角度越大，一旦超過臨界值會(huì)使葉片背面流動(dòng)處于惡化并使得邊界層受到破壞，在葉片背面位置會(huì)出現(xiàn)渦流區(qū)域。一旦引角超過臨界值且該值偏離度越大，則表明失速更加嚴(yán)重，甚至還會(huì)從一定程度上增加流體阻力，堵塞流道，降低風(fēng)速、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，使其進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，即出現(xiàn)喘振等異?，F(xiàn)象。

風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定區(qū)域時(shí)會(huì)引起壓力、風(fēng)量以及電流大幅度增加以及風(fēng)機(jī)劇烈振動(dòng)，管道振動(dòng)等均被稱為是喘振現(xiàn)象。對(duì)于高壓、大容量風(fēng)機(jī)來說，其產(chǎn)生喘振危害是比較大的，會(huì)影響軸承以及設(shè)備的使用壽命，同時(shí)對(duì)于鍋爐安全運(yùn)行來說也會(huì)受到直接影響?？傊L(fēng)機(jī)喘振中失速是關(guān)鍵因素，而風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速卻不一定會(huì)導(dǎo)致喘振的發(fā)生。

1.2 引風(fēng)機(jī)的喘振、失速危害性分析

在失速區(qū)域內(nèi)風(fēng)機(jī)會(huì)長時(shí)間運(yùn)行，導(dǎo)致葉片斷裂，其他部件也會(huì)受到一定程度的損傷，失速之后會(huì)導(dǎo)致喘振的現(xiàn)象發(fā)生，如果管道系統(tǒng)容積與阻力幾乎一致，則在失速壓力降低時(shí)，風(fēng)機(jī)的出口管道壓力會(huì)高于其壓力產(chǎn)生而使氣流出現(xiàn)倒流，快速降低管道壓力，并且風(fēng)機(jī)又會(huì)向管道中進(jìn)行氣體輸送，但由于氣體流量較小而風(fēng)機(jī)面臨失速，會(huì)使氣流又出現(xiàn)倒流的問題。隨著引風(fēng)機(jī)喘振的發(fā)生會(huì)從一定程度上影響風(fēng)機(jī)參數(shù)，使其發(fā)生劇烈振動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)破壞風(fēng)機(jī)設(shè)備，因此需要使風(fēng)機(jī)立即停止運(yùn)行。

風(fēng)機(jī)處于失速喘振的過程中會(huì)對(duì)爐膛壓力產(chǎn)生較大波動(dòng)，使鍋爐燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，尤其在處于高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)會(huì)使風(fēng)機(jī)出現(xiàn)跳閘或者機(jī)組RB降出力、火災(zāi)等事故，在風(fēng)機(jī)處于喘振過程中時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量以及電動(dòng)機(jī)電流會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)，形成電流氣流沖擊，并且從一定程度上加劇振動(dòng)，產(chǎn)生較大的噪聲。此時(shí)風(fēng)機(jī)的葉片風(fēng)道均會(huì)受到較大作用力，進(jìn)而使風(fēng)機(jī)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，其容量與壓力越大則產(chǎn)生的喘振危害越強(qiáng)，因此應(yīng)當(dāng)盡可能避免軸流風(fēng)機(jī)在喘振、失速下長時(shí)間運(yùn)行。

2 引風(fēng)機(jī)喘振、失速異常的原因分析

2.1 失速原因分析

對(duì)于引風(fēng)機(jī)的失速原因主要是由于：在處于一定動(dòng)葉角下風(fēng)機(jī)長期運(yùn)行時(shí)，如果由于受到外界因素的影響導(dǎo)致母管風(fēng)壓快速升高，而風(fēng)機(jī)的流量快速降低，這種情況下在動(dòng)葉角度未發(fā)生顯著變化時(shí)會(huì)快速提高壓力，導(dǎo)致其超出失速線而進(jìn)入失速狀態(tài)運(yùn)行，對(duì)于并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)來說，其中一臺(tái)動(dòng)葉性能較差，會(huì)使該風(fēng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)失速；在風(fēng)機(jī)處于正常運(yùn)行下，其流量異常降低，一次風(fēng)壓的快速升高，也會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)處于失速狀態(tài)；風(fēng)機(jī)出口位置的擋板脫落或者出現(xiàn)斷裂等多種因素，均會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)擋板突然或部分關(guān)閉，使動(dòng)葉調(diào)節(jié)無法快速適應(yīng)壓力的變化，在壓力波動(dòng)以及動(dòng)葉自動(dòng)化調(diào)節(jié)的過程中，會(huì)導(dǎo)致并列運(yùn)行的其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)處于失速狀態(tài)。

在變負(fù)荷過程中，由于自動(dòng)化調(diào)節(jié)失靈或者出現(xiàn)人為誤操作，導(dǎo)致兩臺(tái)并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓不平衡，進(jìn)而進(jìn)入失速狀態(tài)；風(fēng)機(jī)的出口位置存在風(fēng)道堵塞問題，如在風(fēng)機(jī)空預(yù)器上存在灰塵嚴(yán)重，在兩側(cè)空預(yù)器積累灰塵或者堵灰不一致的基礎(chǔ)上，一次風(fēng)系統(tǒng)存在輕微擾動(dòng)，這種情況下會(huì)使一側(cè)風(fēng)機(jī)阻力較大造成失速；當(dāng)磨煤機(jī)在運(yùn)行過程中突然跳閘，其出入口關(guān)斷擋板全關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)壓快速提高使風(fēng)機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)；在磨煤機(jī)處于加負(fù)荷或減負(fù)荷運(yùn)行中，由于改變磨煤機(jī)的風(fēng)量會(huì)使兩側(cè)的風(fēng)機(jī)存在一定的流量偏差，在風(fēng)機(jī)入口位置動(dòng)葉調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)使電流和流量出現(xiàn)較大偏差，進(jìn)而使其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉調(diào)節(jié)工況較差時(shí)存在風(fēng)機(jī)失速的問題。

2.2 喘振原因分析

受熱面、空氣預(yù)熱器嚴(yán)重積灰或煙氣系統(tǒng)擋板誤關(guān)，引起系統(tǒng)阻力增大，造成風(fēng)機(jī)動(dòng)葉（靜葉）開度與進(jìn)人的風(fēng)量、煙氣量不相適應(yīng)；操作風(fēng)機(jī)動(dòng)葉（靜葉）時(shí)幅度過大使風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)；動(dòng)葉（靜葉）調(diào)節(jié)特性變差，使并列運(yùn)行的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)生“搶風(fēng)”或自動(dòng)控制失靈，使其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)；機(jī)組在高負(fù)荷時(shí)，吹灰器投入運(yùn)行或送風(fēng)量過大。

2.3 風(fēng)機(jī)存在喘振與失速的關(guān)系

對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)來說是失速是其基本屬性，對(duì)于每一個(gè)引風(fēng)機(jī)葉輪均會(huì)出現(xiàn)失速導(dǎo)致的不穩(wěn)定工況，這種失速是隱形的，只有使用高靈敏設(shè)備才能夠檢測出來。對(duì)于喘振現(xiàn)象是一種顯性現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)風(fēng)機(jī)喘振其功率、流量、壓力數(shù)值會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)，并且伴隨明顯的噪聲產(chǎn)生；對(duì)于風(fēng)機(jī)葉輪來說，失速是指給葉片結(jié)構(gòu)帶來的空氣動(dòng)力工況，在整個(gè)過程中失速有其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不會(huì)受到系統(tǒng)形狀以及容積產(chǎn)生的影響，風(fēng)機(jī)和系統(tǒng)耦合之后形成的振蕩特性，即喘振的頻率、振幅是由風(fēng)道容積影響的。

在處于失速狀態(tài)時(shí)能夠獲得風(fēng)機(jī)特性曲線，當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)喘振則無法進(jìn)行特性曲線的測量；在處于失速狀態(tài)時(shí)葉輪周邊的工況會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)，但整臺(tái)風(fēng)機(jī)的壓力流量和功率是保持穩(wěn)定的，可確保風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，一旦出現(xiàn)喘振則風(fēng)機(jī)的功率、流量、壓力會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)，無法維持其實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行；風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速，一般存在于特性曲線頂峰以左位置，而喘振發(fā)生在頂峰以左的坡度范圍內(nèi)，壓力的降低通常是由于風(fēng)機(jī)失速導(dǎo)致的。

3 引風(fēng)機(jī)失速有效預(yù)防措施

3.1 有效降低系統(tǒng)阻力

對(duì)于一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)阻力降低的主要措施為：

在滿足煤粉燃燒需求以及運(yùn)輸要求的基礎(chǔ)上，盡可能減少磨煤機(jī)的通風(fēng)量，可通過制粉和鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行性能測試，確定合理的分離器擋板開度，進(jìn)而降低出口位置的溫度。適當(dāng)增加磨煤機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)調(diào)節(jié)門以及冷風(fēng)調(diào)節(jié)門的開度大小，合理調(diào)整空頂器密封間隙，以減少風(fēng)漏風(fēng)量，除此之外還需要在模擬機(jī)配置風(fēng)量分配以降低一次風(fēng)壓力；有效降低空預(yù)器漏風(fēng)問題，在引風(fēng)機(jī)處于運(yùn)行過程中需要強(qiáng)化空頂器一次風(fēng)、二次風(fēng)的出入口以及煙氣測差壓等相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)差壓顯著變化，需及時(shí)調(diào)整并采取強(qiáng)化吹灰的措施，防止出現(xiàn)堵灰，減小系統(tǒng)阻力，關(guān)閉風(fēng)煙系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)擋板以減少風(fēng)機(jī)的彼此干擾。

優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行操作方式，需要根據(jù)風(fēng)機(jī)失速區(qū)域的測量確定，在不同動(dòng)葉開度下風(fēng)機(jī)的最佳運(yùn)行參數(shù)包括風(fēng)機(jī)出口，風(fēng)壓機(jī)和不同負(fù)荷運(yùn)行條件下的風(fēng)量，要求合理控制出口風(fēng)壓使其處于合理范圍，確保風(fēng)機(jī)控制點(diǎn)在失速線下方能夠有效防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速問題，對(duì)于并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)需要保持動(dòng)葉開度一致，需要同步實(shí)現(xiàn)增減調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)較大的偏差；定時(shí)監(jiān)測，需要定期對(duì)風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的風(fēng)量以及風(fēng)壓等儀表進(jìn)行檢測，確保儀表指數(shù)的準(zhǔn)確度，在啟動(dòng)風(fēng)機(jī)前需要檢查各個(gè)風(fēng)門以及擋板的開度情況，要求風(fēng)機(jī)表盤開度與實(shí)際開度要相符合，對(duì)同一風(fēng)門各擋板應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)同步開關(guān)，盡可能減少與風(fēng)機(jī)聯(lián)系的風(fēng)葉系統(tǒng)的阻力，使管網(wǎng)具備良好的性能，進(jìn)而在管網(wǎng)與風(fēng)機(jī)處于聯(lián)合運(yùn)行時(shí)能夠擴(kuò)大運(yùn)行工作范圍。

盡可能避免在處于失速狀態(tài)下風(fēng)機(jī)為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一臺(tái)風(fēng)機(jī)剛出現(xiàn)不穩(wěn)定失速現(xiàn)象時(shí)應(yīng)當(dāng)解除自動(dòng)調(diào)節(jié)并設(shè)置為手動(dòng)調(diào)節(jié)，及時(shí)調(diào)整。比如對(duì)于開度不穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，動(dòng)葉或者可以關(guān)小另一風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，使不穩(wěn)定風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)下一道失速線的下方，盡可能使風(fēng)機(jī)脫離這種不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，逐漸恢復(fù)到正常運(yùn)行。

3.2 有效防止引風(fēng)機(jī)喘振措施

在調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的過程中應(yīng)當(dāng)盡可能使兩側(cè)作用力一致，包括進(jìn)出口風(fēng)壓、電流和靜葉開度情況，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)或者存在較大的負(fù)荷參數(shù)變化、引風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)無法與異常情況相適應(yīng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)調(diào)整到手動(dòng)調(diào)節(jié)方式；對(duì)于并列運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)，單臺(tái)引風(fēng)機(jī)應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)小，運(yùn)行風(fēng)機(jī)的靜葉和動(dòng)葉之后逐漸開大，當(dāng)并列風(fēng)機(jī)靜動(dòng)葉直到電流處理情況基本一致為止；在處運(yùn)行過程中，如果機(jī)組設(shè)備出現(xiàn)跳閘導(dǎo)致RB動(dòng)作，需要及時(shí)調(diào)整相關(guān)操作，確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行，防止風(fēng)機(jī)處于失速狀態(tài)或者由于爐膛風(fēng)量較低，導(dǎo)致事故發(fā)生。

在引風(fēng)機(jī)電流存在較大偏差時(shí)無需進(jìn)行煙道吹灰。在吹灰過程中還需要注意爐膛負(fù)壓以及電流變化，尤其是在高負(fù)荷情況下應(yīng)當(dāng)防止工況落入不穩(wěn)定區(qū)域；在處于高負(fù)荷狀態(tài)下，杜絕引風(fēng)機(jī)處于臨界出力邊界運(yùn)行，可適當(dāng)降低氧量運(yùn)行，同時(shí)也可以降低機(jī)組的負(fù)荷使其遠(yuǎn)離失速區(qū)域；當(dāng)誤關(guān)煙氣通道擋板時(shí)需要立即打開，如果無法打開需要降低鍋爐的負(fù)荷，及時(shí)調(diào)整靜葉開度情況，待風(fēng)機(jī)的喘振消失后，及時(shí)聯(lián)系維修人員進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

空預(yù)器堵塞及煙氣側(cè)差壓過高是導(dǎo)致大型鍋爐引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速、喘振異常的重要原因，煙氣側(cè)差壓的不恰當(dāng)會(huì)造成引風(fēng)機(jī)工作程序和工作狀態(tài)的不穩(wěn)定。與此同時(shí)，不恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)選型也會(huì)造成引風(fēng)機(jī)在異常工況中運(yùn)行，增加了各類異常出現(xiàn)的幾率。因而可以采用高壓水以及化學(xué)藥物對(duì)大型鍋爐引風(fēng)機(jī)的空預(yù)器進(jìn)行清洗，對(duì)于工作異常及結(jié)構(gòu)存在損壞的蓄熱元件要及時(shí)進(jìn)行更換，選擇與生產(chǎn)工況相適應(yīng)的引風(fēng)機(jī)型號(hào)，避免失速、喘振等異常的出現(xiàn)。