并列运行轴流风机失速原因分析与处理

1、并列运行轴流风机失速原因分析与处理作者：侯凡军1，耿莉2，王家新1，韩小刚1摘要：某电厂2×660MW超临界机组5号锅炉为单炉膛、一次中间再热螺旋管圈直流炉，采用直流燃烧器四角切圆燃烧方式，24只燃烧器分6层布置于炉膛下部四角。设计煤种为兖州地区烟煤。在锅炉吹管和机组带负荷试运行期间，送风机和一次风机先后发生失速，造成锅炉灭火。一、失速情况1.1 设备烟风系统5号锅炉送风系统配2台FAF26.6-12.5-1型动叶可调轴流送风机，动叶调节范围为-30°+15°。送风机入口接大气，2台送风机出口设有冷风联络门，空气预热器出口有热风联络管，空气经过空气预热器加热后分左

2、、右两路进入锅炉两侧大风箱。制粉系统采用冷一次风正压直吹式，配6台ZGM113G型中速辊式磨煤机、2台PFA18-13.3-2型动叶可调轴流一次风机。一次风机动叶调节范围为-30°+15°，一次风机入口接大气，出口分成两路，一路经三分仓回转式空气预热器加热送至热风母管，另一路作为压力冷风直接接入冷风母管。每台磨煤机分别从冷、热风母管中获得所需的一次风，通过调整一次风的冷、热风配比控制磨煤机出口温度。送风机和一次风机的设计参数见表1。1.2 送风机失速情况在进行送风机的并列解列试验时，当A、B送风机的动叶开度达到65%左右时，A送风机发生失速；在5号锅炉吹管及整套试运期间，A

3、送风机也发生过失速。送风机并列解列试验时失速过程如下：试验时A、B送风机并列运行，调节2台送风机动叶开度，A送风机动叶开度为65%，风机电流为83.6A，B送风机动叶开度为72%，风机电流为86.4A。风机出口压力为1.86kPa，总风量为1385t/h，风机稳定运行。当A送风机动叶开度加至67%时，A送风机电流和出口压力突然下降，轴承振动增大到8.5mm/s，接近跳机值10mm/s，送风机出现强烈噪声，判断发生失速，将A送风机动叶开度降到65%以下，失速现象消失。因此，为了防止A送风机发生失速，A送风机动叶最大开度不能大于65%，但机组带600MW负荷时，炉膛出口氧量只有1.5%左右。A送风

4、机的失速严重制约了锅炉带负荷能力，机组无法进行168h满负荷试运行。1.3 一次风机失速情况在制粉系统投运过程中，A、B一次风机动叶开度在30%、65%、95%时，一次风机曾多次发生失速，其中一次失速过程如下:2006年10月10日7:49左右，机组负荷60OMW，A一次风机动叶开度为94.7%，电流为167A，B一次风机动叶开度为95.0%，电流为171A，风机出口压力14.2kPa，一次风总风量394t/h。运行中B一次风机电流突然减小，风机出口压力随之降低，B磨煤机因风量低跳闸，锅炉灭火触发总燃料跳闸(MFT)。失速时参数变化如图1所示。二、送风机失速原因分析与处理技术交流为找出A送风机

5、发生失速原因，对A、B送风机进行了出力对比试验。试验中，送风机出口至锅炉炉膛风道上的所有风门状态保持不变，通过引风机调整炉膛负压，记录不同动叶开度下的送风机电流、出口压力、风量及振动值，试验结果见图2。由图2可见，A、B送风机的出力偏差随着动叶开度的加大逐渐变大，最大可达300t/h。在相同的动叶开度下，A送风机的出力比B送风机的出力低，但A送风机的电流却比B送风机的电流大，即A送风机电功率比B送风机的大，表明A送风机的效率比B送风机效率低。对试验中发现的问题，送风机制造厂认为是由管道系统引起，因此对送风系统管道、空气预热器、暖风器的积灰情况和所有风门开关情况、风机入口消音器阻力进行了详细检查

6、，结果送风管道系统正常。随后打开风机人孔门对送风机内部进行检查。发现A送风机出口导叶安装反向(正确的安装见图3)。轴流风机出口导叶的作用是消除动叶出口气流的旋转运动，使这部分动能转换为压能，最后沿轴向流出。出口导叶安装反向，气流在导叶内部会产生撞击和涡流，降低了风机出力和风机效率，因此风机出口导叶安装反向是造成A送风机失速的主要原因。更换A送风机出口导叶需要4天时间，因此临时将导叶的前端割去lOcm，以降低反向安装的出口导叶对风机出力的影响。实施后对A B送风机进行出力对比试验表明，A、B送风机的最大出力偏差减小到1OOt/h左右，A送风机的出力明显增加。送风机并列运行时，A、B送风机动叶开度

7、在80%以内，送风机运行正常，机组满负荷运行时，炉膛出口氧量达3.0%，满足满负荷运行要求。三、一次风机失速原因分析和处理对2台一次风机进行了出力对比试验，风机性能基本相同；对2台一次风机的就地动叶开度进行了检查，开度基本一致。据此，认为造成一次风机失速的原因主要是制粉系统阻力过大。制粉系统阻力过大的原因有：(1)制粉系统投运初期，磨煤机的风量和风温自动调节系统还未投入，为了防止送粉管道堵管，磨煤机的通风量控制在85t/h左右，通风量较大，磨煤机的通风阻力也随之增大。只要一次风速大于18m/s，就可以防止煤粉在管道内的沉积、满足煤粉的输运要求。一次风速为18m/s时，一次风的质量流量约72t/

8、h。在磨煤机入口，设有磨煤机通风量测量装置，但测量值不包括密封风量和煤的水分在磨煤机中产生的水蒸汽量。在1台磨煤机中，这两部分风量之和约6t/h，因此磨煤机通风量测量值只要大于66t/h就可以保证一次风速大于18m/s。为了保证煤粉前期充分燃烧，随着磨煤机出力的增加，一次风量也应增加。对于烟煤，磨煤机正常运行时风煤比保持在1.8左右比较合适。根据厂家提供的曲线，当磨煤机制粉出力在42t/h时，风煤比达到2.1，风量偏大，因此对风量调节曲线进行了调整。调整后的风量调节曲线，当磨煤机制粉出力在(4055)t/h时，风煤比可保持在1.8左右，如图4所示。(2)根据磨煤机运行要求，粗粉分离器出口温度控

9、制在(70100)之间，调试期间将磨煤机出口温度控制在85左右，此时磨煤机入口热风门基本全开，而入口冷风门开度一般在30%以下，从而增加了系统阻力。根据入炉煤质，将磨煤机出口风粉混合物的温度控制在70左右，即可满足燃烧要求。因此，将磨煤机出口温度调低，使热风门开度和冷风门开度都在60%以上，系统阻力有了明显的下降。根据风机理论失速线和一次风机发生失速时的运行数据，规定了不同动叶开度下一次风压操作上限如表2所示。采取该措施后，在168h试运行期间，一次风机未发生失速。四、防止轴流风机失速的措施(1)对于送风系统，可采取调整空气预热器密封间隙降低漏风率，定期对空气预热器进行吹灰、定期清理暖风器等来降低系统阻力。此外，满足煤粉输送和燃烧要求的前提下，尽量降低磨煤机的通风量；通过锅炉和制粉系统的性能试验，确定合理的分离器挡板开度；降低磨煤机出口温度，使磨煤机进口冷风门开度增大；调整空气预热器的密封间隙，降低一次风漏风量；必要时将风量分配至备用磨煤机，以降低一次风压力。(2)根据实测的风机失速区域不同负荷下的风量要求，控制风机出口风压在允许范围内，使其工作点在失速线的下方。(3)并列运行的风机动叶开度应保持