第六章风机(教程)

1、第六章 风机概述：风机是发电厂锅炉设备中重要辅机之一，在锅炉上的应用主要为送风机、吸风机，一次风机等。随着单机发电容量的增大，为保证机组安全可靠和经济合理的运行，对风机的结构、性能和运行调节也提出了更高更新的要求。一般来说，离心式风机有较悠久的发展历史，具有结构简单，运行可靠、效率较高(空心机翼型后弯叶片的可达85一92 ，制造成本较低、噪声小等优点。但随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制，不能随锅炉容量的增加而相应增大，而轴流式风机则可以做得很大，且具有结构紧凑、体积小、质量轻、耗电低、低负荷时效率高等优点。轴流风机和离心风机比较：轴流风机与离心风机比较有以下主要

2、特点：1轴流风机如制造成动叶片可调节式，则调节效率高并可使风机在高效率区域内工作。因此，运行费用较离心风机明显降低。2轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。如风道系统的阻力计算不很准确，实际阻力大于计算阻力，或遇到煤种变化所需风机风量、风压不同，就会使机组达不到额定出力。而轴流风机可以采用动叶片调节关小或开大动叶的角度来适应风量、风压的变化，对风机的效率影响却很小。3轴流风机有较低的飞轮效应值(N·m2 。这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流量系数，所以在相同的风量、风压参数下轴流风机的转子较轻，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩大大地小于离心风机的启动力矩。

3、一般轴流式送、吸风机的启动力矩只有离心式送、吸风机启动力矩的14.2一27.8。4轴流风机的转子结构要比离心式风机转子复杂。旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求也高。所以轴流风机运行可靠性比离心式风机稍差些。5轴流风机如与离心风机的性能相同，则轴流风机噪声强度比离心式风机高。因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上，转速也比离心风机高。胜利电厂送风机： 型式：动叶可调轴流式风机；数量：每台炉配置两台送风机；运行方式：两台风机并联运行或单台风机运行；调节方式：动叶调节；布置方式：水平对称布置，垂直进风，水平出风；安装地点：室内一次风机： 型式：动叶可调轴流式风机；数量：每台炉配置两

4、台一次风机；运行方式：两台风机并联运行或单台风机运行；调节方式：动叶调节；布置方式：水平对称布置，垂直进风，水平出风；安装地点：室内第一节 轴流与离心风机特点一 离心式风机离心风机主要由叶轮、机壳和集流器组成，其工作原理就是利用叶轮高速旋转产生的离心力使空气获得能量，从排气口排出，同时，在叶轮的中央形成了一个负压区，使外界的气体不断的从吸入口补进风机内，这样叶轮不断的旋转，带动空气不断的吸入和排出，就达到了风机连续输送气体的目的。 集流器机壳图6-1 离心风机结构原理图二 轴流风机轴流风机与离心风机一样，都是让气流通过叶轮，在叶轮的作用下，使气体获得动能，所不同的是轴流风机中气流在叶轮内是沿着

5、回转轴作轴向流动，而离心风机中气流在叶轮中是沿着径向流动的。轴流风机由吸入室、扩压室、叶轮和机壳等组成，由于气流是沿着轴向流动，所以，从外表来看，轴流风机往往成为风道的一个组成部分，它既可以水平布置，也可以垂直布置，布置方便。本厂使用轴流风机的地方主要有送风机、引风机和一次风机。 1整流罩；2前导叶；3叶轮；4机壳；5扩散筒图6-2 轴流风机结构原理图1 轴流风机的工作原理流体沿轴向流入叶片通道，当叶轮在电机的驱动下旋转时，旋转的叶片给绕流流体一个沿轴向的推力（叶片中的流体绕流叶片时，根据流体力学原理，流体对叶片作用有一个升力，同时由作用力和反作用力相等的原理，叶片也作用给流体一个与升力大小相

6、等方向相反的力， 即推力），此叶片的推力对流体做功，使流体的能量增加并沿轴向排出。叶片连续旋转即形成轴流式风机的连续工作。假设一较长的圆柱体静止，气流自左向右作平行流动，不计气体的粘性（即气体流动的阻力），那么气体会均匀的分上下绕流圆柱体。气流在圆柱体上的速度及压力分布完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图6-3所示。这种流体叫平流绕圆柱体流动。而圆柱体作顺时针的旋转运动，则圆柱体周围的气体也一起旋转，产生环流运动。这时圆柱体上、下速度及压力分布亦完全对称，流体对柱体的总的作用力为0，如图6-4所示。这种运动为环流运动。 图6-3 平行绕圆柱体流动 图6-4 环流运动 图6-5 机翼生力产

7、生原理 若流体作平行运动，圆柱体作顺时针旋转，这两种流动叠加在一起是：圆柱体上部平流与环流方向一致，流速加快；圆柱体下部平流与环流方向相反，流速减慢。根据能量方程原理，圆柱体上部与圆柱体下部的总能量相等，而圆柱体上部动能大，压力小，下部动能小，压力大。于是流体对圆柱体产生一个自下而上的压力差，这个压差就是升力。机翼上升力产生的原理与圆柱体上升力的原理相同。如图65示。机翼上有一个顺时针方向的环流运动，由于机翼向前运动，流体对于机翼来说是作平流运动。机翼上部平流与环流叠加流速加快，压力降低，机翼下部平流与环流叠加流速减小，压力升高。此时就产生一个升力P 。同时在流动过程中有流动阻力，机翼也受到阻

8、力。轴流风机的叶轮是由数个相同的机翼形成的一个环型叶栅，若将叶轮以同一半径展开，如图66示，当叶轮旋转时，叶栅以速度u 向前运动，气流相对于叶栅产生沿机翼表面的流动，机翼有一个升力P ，而机翼对流体有一个反作用力R ，R 力可以分解为Rm 和Ru ，力Rm 使气体获得沿轴向流动的能量，力Ru 使气体产生旋转运动，所以气流经过叶轮做功后，作绕轴的沿轴向运动。 图66 环形叶栅中机翼与流体相互作用力分析图三 轴流风机和离心风机比较：离心风机具有结构简单，运行可靠，效率较高，制造成本较低，噪音较小，抗腐蚀性较好等特点。随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制。轴流风机使用日益

9、广范。因为锅炉容量增大，烟、风流量增大，但所需要的压力没有增大, 很明显从风机的效率角度看采用轴流风机要比离心风机有利。随着轴流风机制造技术的发展，目前新建大机组的六大风机均以采用轴流式风机为多。比较两种风机的技术经济性：1. 风机运行效率两种类型风机在设计负荷时的效率相差不大，轴流风机效率最高达90%，机翼形叶片离心风机效率92.8%。但是，当机组带低负荷时，动叶可调轴流风机的效率要比具有入口导向装置的离心风机高许多（图6-7）。 图6-7 离心式与轴流式风机的轴功率对比2. 风机对烟风道系统风量、压头变化的适应性目前烟风道系统的阻力计算还不能做得很精确，尤其是锅炉烟道侧运行后的实际阻力与计

10、算值误差较大。在实际运行中，由于燃料品种的变化引起所需要的风机风量和压头的变化。这时，对于离心式风机来说，在设计时要选择合适的风机来适应上述各种变化是困难的。如果考虑了上述几种流量和压头变化的可能性，使离心风机的裕量选得过大，会造成在正常运行时风机效率要显著地下降；如果风机的裕量选得过小，一旦情况变化后，可能会使机组达不到额定出力。轴流风机对风量、风压的适应性很大，尤其是采用动叶可调的轴流风机时，可以用关小或开大动叶的角度来适应变化的工况，而对风机的效率影响却很小。3. 机械特性轴流风机的总重量约为离心风机重量的60-70。轴流风机有低的飞轮效应值，这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流

11、量系数。所以在相同的风量、风压参数下，轴流风机的转子重量较轻，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩大大低于离心风机的启动力矩。一般轴流式风机的启动力矩只有离心式风机启动力矩的14.2-27.8%。因而显著地减少电动机功率裕量和对电动机启动特性的要求，降低电动机的造价。 轴流风机转子重量较轻。但是在结构上比离心风机转子要复杂得多。因此，超大容量的两种类型风机价格(包括电动机 相差不多。4. 运行可靠性动叶可调的轴流风机由于转子结构复杂、转速高、转动部件多，对材料和制造精度要求高，其运行可靠性比离心风机稍差一些。但经多年来的改造，可靠性已大为提高。5. 体形尺寸轴流风机比离心风机结构紧凑，外形

12、尺寸小，占据空间也小（占地面积较离心风机少30%），而且轴流风机重量轻，飞轮效应小，因此布置起来比较灵活，它可以布置在地面基础上，也可以布置在钢架结构顶上。可以卧式布置，也可以立式布置。6. 噪声轴流风机产生的噪声强度比离心风机要高，因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上，转速也比离心风机高。因此，轴流风机的噪音发生在较高的频率。然而，把噪声消减到允许的噪声标准，在消声器上所花费的投资几乎相等。四 轴流风机的基本术语假设叶轮轮毂和叶片外缘的半径分别为r h 和r t 。我们在叶片的任意r 及r+dr处将两个同心圆柱面切开，则这两个面之间的部分称为基元叶片。设dr 很小，则基元叶片可以展开

13、成平面，如图6-8所示。其中一个叶片的翼型断面称为翼型。由相同翼型等距排列的翼型系列称为叶栅。经常用叶栅来研究流体在轴流式叶轮中的运动及其作功能力的大小非常方便。下面介绍有关叶栅及翼型的名称术语。 图6-8 直线叶栅 图6-9翼型简图1. 叶栅叶栅分为直线叶栅和环形叶栅。若翼型展开后排列在一条直线上，则称为直线叶栅，轴流风机的叶轮均为直线叶栅；若翼型展开后排列在曲面上，则称为环形叶栅。离心式风机叶轮为环形叶栅。另外，还有加速叶栅和减速叶栅之分。当流体流过叶栅时其压力降低而速度升高，这种叶栅称为加速叶栅，如汽轮机和水轮机的叶栅；当流体流过叶栅时其压力升高而速度降低，这种叶栅称为减速叶栅，如泵、风

14、机的叶栅。2.翼型为了使轴流风机的叶轮具有较高的效率，轴流风机叶片都采用机翼型断面，这种机翼型断面称为翼型。3. 前缘点、后缘点及翼弦如图6-9所示，流体从左方向翼型流动，翼型的前端与骨架线的交点称为前缘点，与后端的交点称为后缘点。由前缘点与后缘点相连的直线称为翼弦。翼弦的长度称为弦长或翼弦长l 。翼弦与额线的夹角称为翼型安装角。 4. 冲角翼型前面流体流动方向与翼弦的夹角称为冲角。冲角在翼弦以下称为正冲角，冲角在翼弦以上称为负冲角。 5. 前驻点及后驻点从前面流来的流体接触翼型后开始分离的点称为前驻点；流体绕过翼型后在后端会合的点称为后驻点；前驻点不一定与前缘点重合，后驻点不一定与后缘点重合

15、。 6. 翼型厚度与骨架线垂直的两翼面间的距离称为翼型厚度。翼型的厚度由结构和强度要求来决定。 7. 骨架线或中弧线通过翼弦内切圆中心点的连线称为骨架线或中弧线。骨架线的形状完全决定了翼型的主要空气动力特性。叶片厚度按一定规律对称分布在骨架线的上面和下面。 8. 挠曲度自翼弦到骨架线的距离称为挠曲度y ，最大距离称为最大挠曲度。通常，挠曲度用弦长的百分比y/l表示。 9. 翼长或翼展垂直于纸面的翼型长度称为翼长或翼展。弦长l 与翼长b 的比值b/l称为相对翼展或纵横比。当相对翼展等于无穷大时，称为无限翼展。 10. 栅距在直线叶栅中，翼型和翼型之间的距离t 称为栅距。由于栅距彼此相等，所以t

16、= 2r/z，其中r 为圆柱切面的半径，z 为叶片数。 11. 叶栅稠度弦长l 和栅距t 的比值l/t称为叶栅稠度。叶栅稠度一般是从叶片的外缘向轮毂方向增加的。第二节 动叶可调轴流风机胜利电厂660MW 超临界锅炉的送风机和一次风机均采用动叶可调轴流式风机。 表1一次风机性能数据（一台风机） 表2 送风机性能数据（一台风机） 表3 送风机技术数据（一台风机） 一、动叶可调轴流风机结构风机由吸入烟风道、进气室、扩压器叶轮、主轴、动叶调节机构、传动组、自动控制等部分组成，如图6-10所示。1吸入烟风道(进气室吸入烟风道包括进气室和导流板，进气室入口端与系统连接，中间简体内是主轴承箱座出口端呈圆锥状

17、管段收集器，目的使气流进入进气箱及收集器内加速通过导流板并使气流转向。导流板是焊接在管段与中间筒体之间，使气体通过导流板能均匀地进入叶轮，减小旋涡区与阻力，使气流流动平顺的设备。整个进气室由两个支座与基础连接，承受风机重量。送风机因就地进风，为降低噪声，在进风口加装了消音器。 图6-10 风机示意图1一扩压器；2一扩压器支座滚轮；3一动叶调节机构；4一传动臂；5一支承罩； 6一叶轮壳；7一叶片；8一叶轮外壳；9一进风箱支管；10一进风箱；11一主轴承箱；12一联轴器；13一轴冷却风机；14一联轴器保护罩；15一电机2扩压器送、吸风机扩压器结构相同，由外锥筒，圆柱形内筒及撑板后置导叶组成，全部为

18、焊接结构。扩压器前部是后置导叶，用钢板弯制焊接在内筒和外壳上，后置导叶有十多片。轴流风机在扩压器前设置导叶是为了提高风机的流动效率及适应锅炉的需要将气流动能部分转换成压力能。整个扩压器下部由4个滚轮放置在导轨上，扩压器的高低、法兰平面和叶轮外壳法兰平面的平行度，可通过调整滚轮的垫片来找正。检修时，扩压器可推入后部烟风道，为便于叶轮拆装，扩压器后部有一个流线形的检查孔和内筒体相通。扩压器中心水平位置有一根带法兰无缝钢管从外壳通向内筒，动叶调节机构传动轴装在管内。进气室入口和扩压器出口端与风烟道的连接，均采用软连接。这样能清除金属连接的缺点，使风机与风烟道之间的强制力降低到最小程度，避免因风机振动

19、而影响系统，软性连接也起到了膨胀作用，也便于检修时拆装。3叶轮叶轮是风机主要部件之一，气体通过叶轮的旋转，才能获得能量，然后离开叶轮作螺旋线的轴向运动。叶轮由动叶片、轮毂、叶柄、推力轴承、调节盘、调节臂、滑块、导环、导销、支承轴颈等组成。轮毂外形轮廓复杂，两面均有平衡槽，用于叶轮平衡校验。轴流引风机动叶片材料为铝合金，引风机为了防止叶片磨损，在叶片进口边加装防磨片，其材料为1Cr18Ni9Ti ，表面镀硬铬。风机动叶片与叶柄均用螺钉连接。轮毂内部装有动叶调节机构部件，可以带动动叶片和叶柄转动。4风机动叶调节机构改变叶片的角度是通过动叶调节机构来执行的。轴流风机动叶调节机构由传动轴拉叉、平衡锤、

20、旋转密封、液压缸等组成。工作时由伺服器推动传动臂，通过传动轴拉叉带动液压缸部件的调节阀(错油门 ，调节阀动作使液压缸动作，带动叶片角度的变化。5. 传动组结构示意图传动组由主轴承箱、联轴器组成。主轴承箱主要由主轴、箱体、轴承座、轴承盖、 轴 承等组成。轴承采用滚动轴承。引风机轴承箱轴承由两个推力球轴承、一个向心球轴承和一个向心无挡边滚柱轴承组成。两个推力球轴承同向布置承受风机进口方向的轴向推力，轴向推力通过16个小弹簧作用在轴承端盖上，起到了自动调节轴向推力和缓冲的作用。送风机轴承箱轴承由一个推力球轴承、一个向心球轴承和一个向心无挡边滚柱轴承组成。吸风机用稀油润滑。送风机则采用润滑脂润滑。联轴

21、器为双挠性联轴器，允许风机轴与风机轴有较大的中心误差。6自动控制如果风机在失速状态下长期运行，就可能导致叶片断裂，叶轮上部件也会遭到损坏。在运行中失速有如下特点：(1风机噪声增大。(2风机附近有脉动气流。(3风机振动失常。为了防止风机在失速区运行，动叶可调风机装有失速探针。当风机在失速区域运行时，通过失速探针线定出的风机叶片进口处压力差输入到压差开关，报警器发生警报，使运行入能及时调整风机运行状态，使风机避开失速区运行。为了保护风机内部动叶调节机构完好，当动叶调节力矩超过伺服电动机传递的力矩时，传动臂脱扣，使行程开关触点接触而报警。1叶片；2轮毂；3轴；4平衡块5曲柄；6滑块；7推力轴承；8导

22、向轴承主轴承箱装有测量温度的仪器，当轴承温度超过规定值时即报警。液压系统也装有自动控制装置，用于两台动叶油泵的切换，以及油系统发生故障时保护。 送、吸风机为动叶可调轴流风机，它的工作原理是基于机翼型理论。气体以一个攻角 进入叶轮，在翼背上产生一个升力，同时必定在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力，使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时，风机进口处由于差压的作用，使气体不断地被吸入。动叶可调轴流风机，攻角越大，翼背的周界越大，则升力越大，风机的压差越大，风量则、。当叶片攻角达到临界值时，气体将离开翼背的型线而发生涡流，此时风机压力大，风量下降，产生失速现象。二 轴流式风机动叶片液压调

23、节机构的工作原理1. 叶片角度的调整若将风机的设计角度作为 0º，把叶片角度转在-5º的位置(即叶片最大角度和最小角度的中间值， 叶片的可调角为+20º-30º。这时将曲柄轴心和叶柄轴心调到同一水平位置，然后用螺丝将曲柄紧固 在叶柄上，按回转方向使曲柄滑块滞后于叶柄的位置(曲柄只能滞后而不能超前叶柄 ，全部叶片一样 装配。这时当装上液压缸时，叶片角处于中间位置，以保证叶片角度开得最大时，液压缸活塞在缸 体的一端；叶片角关得最小时，液压缸活塞移动到缸体的另一端。否则当液压缸全行程时可能出现 叶片能开到最大，而不能关到最小位置；或者相反只能关到最小而不能开到

24、最大。 液压缸与轮毂组 装时应使液压缸轴心与风机的轴心同心，安装时偏心度应调到小于 0.05mm，用轮毅中心盖的三角顶 丝顶住液压缸轴上的法兰盘进行调整。当轮毂全部组装完毕后进行叶片角度转动范围的调整，当叶 片角度达到+20º时，调整液压缸正向的限位螺丝，当叶片达到-30º，调整液压缸负向的限位螺丝，这 样叶片只能在-30º +20º的范围内变化，而液压缸的行程约为 7880mm。当整个轮毂组装完毕再在低 速(320r/min动平衡台上找动平衡，找好动平衡后进行整机试转时，其振动值一般为 0.01mm左右。2. 平衡块的工作原理TLT 风机在每个叶柄上都

25、装有约 6kg 的平衡块，它的作用是保证风机在运行时产生 一个与叶片自动旋转力相反、大小相等的力。平衡块的计算相当复杂，设计计算中总是按叶片全关时(-30º来计算叶片的应力，因为叶片全关时离心力最大，即应力最大。所以叶片在运行时总是力求向离心力增大的方向变化。有些未装平衡块的送风机关时容易，启动时打不开就是这个原因。平衡 块在运行中也是力求向离心力增大的方向移动，但平衡块离心力增加的方向正好与叶片离心力增加 的方向相反而大小相等，这样就能使叶片在运行时无外力的作用，可在任何一个位置保持平衡，开 大或关小叶片角度时的力是一样的。如果没有平衡块要想实现液压调节，液压缸就得做得很大，否 则

26、不易调整。3. 液压调节机构的工作原理TLT 风机的主要技术特点之一是动叶叶片角度的调整采用液压调节。动叶片在运行时通过液压调节 机构可以改变动叶片的角度，使风机的性能曲线移位。图15-12为不同动叶安装角Q-H 性能曲线与风道 特性曲线，图示中可以看出一系列工作点。若需要流量和压头增大，只需增大动叶安装角；反之，只需减少动叶安装角。轴流风机的动叶调节，调节效率高，而且又能使调节后风机处于高效率区内工作。采 用动叶调节的风机还可以避免在小流量工况下落在不稳定工况区内。轴流风机动叶调节使风机结构复杂，调节装置要求较高，制造精度要求亦高。 图 6-12 动叶调节液压调节机构从结构来看（参考图6-1

27、2），可分为二部分。一为控制头，它不随轴转动，另一部分 为液压缸。液压缸由叶片、曲柄、活塞、缸体、轴、主控箱(即控制阀 、带齿条的反馈拉杆、位置指示轴和控制轴等组成，液压缸的轴线上钻有5个孔，中心孔是为了安装位置反馈杆，此反馈杆一端固定于缸体上，另一端通过轴承与反馈齿条连接。这样，位置反馈齿条做轴向往返移动，反馈齿条带动输出轴(显示轴 ，输出轴与一传递杆弹性连接在机壳上显示出叶片角度的大小，同时又可转换成电信号引到控制室作为叶片角度的开度指示。另一方面，反馈齿条又带动传动伺服阀(错油门 齿条的齿轮，使伺服阀复位。而液压缸中心周围的4个孔是使缸体做轴向往返运动的供油回路。叶片装在叶柄的外端，每个

28、叶片用6个螺栓固定在叶柄上、叶柄由叶柄轴承支承。平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转过程中可调。液压缸的轴固定在转子罩壳上，并插入风机轴孔内随转子一同转动的，轴的一端装液压缸缸体和活塞(固定于轴上 ，另一端装控制头(即控制阀，它和轴靠轴承连接 在两轴承间被分割成两个压力 油室。该轴和风机同步转动，而控制头则不转动，油室的中间和两端与轴间的间隙都是靠齿形密封 环密封，而轴与控制阀壳靠橡胶密封，使油不致大量泄出或从一油室漏入另一油室。伺服阀装在控 制头的另一侧，压力油和回油管道通过伺服阀与两个压力油室连接。伺服阀的阀心与传动齿条铰接，传动齿条穿过滑块的中心与装配在滑块上的小齿轮啮合，小齿轮同轴的大齿

29、轮与反馈牙杆相啮合。在与伺服机构连接的输入轴(控制轴 上偏心安装金属杆，嵌入在滑块的槽道中。当轴流风机在某工况下稳定工作时，动叶片也在相应某一安装角下运转，那么伺服阀恰好处在图6-14所示的位置，伺服阀将油道与的油孔堵住，活塞左右两侧的工作油压不变，动叶安装角自然固定不变。 图6-13 轴流风机动叶调节机构示意图 图6-14 调节机构的伺服阀当锅炉工况变化需要调节风量时，电信号传至伺服马达使控制轴发生旋转，控制轴的旋转带动 拉杆向右移动。此时由于液压缸只随叶轮作旋转运动，而调节杆(定位轴 及与之相连的齿条是静止不 动的。于是齿套带动与伺服阀相连的齿条往右移动，使压力油口与油道接通，回油口与油道

30、接通。压力油从油道不断进入活塞右侧的液压缸容积内，使液压缸不断向右移动。与此同时活塞左侧的液压缸容积内的工作油从油道通过回油孔返回油箱。 由于液压缸与叶轮上每个动叶片的调节杆相连，当液压缸向右移动时，动叶的安装角减小，轴流送风机输送风量和压头也随之降低。 当液压缸向右移动时，调节杆(定位轴 亦一起往右移动，但由于控制轴拉杆不动，所以使伺服阀上齿条往左移动，从而使伺服阀将油道与的油孔堵住，则液压缸处在新工作位置下(即调节后动 叶角度 不再移动，动叶片处在关小的新状态下工作。这就是反馈过程。若锅炉的负荷增大，需要增大动叶角度，伺服马达使控制轴发生旋转，于是控制轴上拉杆以调 节杆(定位轴 上齿条为支

31、点，将齿套向左移动，与之啮合齿条(伺服阀上齿条 也向左移动，使压力油 口与油道接通，回油口与油道接通。压力油从油道进入活塞的左侧的液压缸容积内，使液压 缸不断向左移动，而与此同时活塞右侧的液压缸容积内的工作油从油道通过回油孔返回油箱。此 时动叶片安装角增大、锅炉通风量和压头也随之增大。当液压缸向左移动时，定位轴也一起往左移 动, 使伺服阀的齿条往右移动，直至伺服阀将油道与的油孔堵住为止，动叶在新的安装角下稳定工作。第三节 静叶可调轴流风机静叶可调轴流风机主要部件风机包括主要部件：进气箱（亦称进口弯头）、进口集流器、 进口导叶调节器（前导叶）、机壳、后导叶、转子（带滚动轴承）、扩压器。1联轴器

32、2轴承座 3主轴 4进气箱 5进口导叶调节器6进口集流器 7机壳 8叶轮 9后导叶 10扩压器图6-15 AN 系列轴流风机结构示意一AN 系列轴流风机结构及原理 静叶可调子午加速轴流风机的工作原理是以叶轮子午面的流道沿着流动方向急剧收敛，气流迅速增加，从而获得动能，并通过后导叶、扩压器，使一部分动能转换成为静压能的轴流式风机。AN 风机具有结构简单、安全可靠性高、耐磨性好、抗高温能力强等特点。风机机壳是一个整体，它与后导叶连在一起后，通过焊在其上的两个支座用螺栓固定在基础上。 进气箱内设有导流板，以提高气流的均匀性。为了方便运输和安装，一般都设计成剖分式结构，到现场再一起组装，待安装好后将对

33、口法兰内壁封焊。进口集流器和导叶调节器也采用水平剖分式。 沿径向布置的后导叶既可稳定和引导通过叶轮后的气流沿轴向流动，还可以连接外壳与芯筒，并使之同心对中。因此，当后导叶因磨损而需更换新的导叶时，应按180°对称成对更换，以免芯筒位移而影响对中。 转子包括叶轮、主轴、传扭中间轴和联轴器等部件。叶轮为钢板压型焊接结构件。由于其叶片具有比较理想的空气动力学特性，因而不仅有较高的气动效率，而且还具有很好的耐磨 性。结构上叶片采用等强度设计，既提高了强度，又提高了叶片自身的固有频率（一般可达到运转频率10倍以上），叶轮的可靠性和安全性从而大大提高。安装时，叶轮靠法兰装在刚性很好的主轴轴端上，

34、即悬臂结构。叶轮和电动机之间用空心管轴和联轴器挠性连接，空心轴放于护套筒内，可 避免介质的冲刷和烘烤。扩压器由于尺寸较大，一般剖分成若干部份供货。待安装好后将对口法兰内壁封焊。作为引风机，由于介质温度较高，扩压器芯筒内壁和冷却风管道外壁必须由用户在安装时作隔热保护（作送 风机时可省略）。护层材料和厚度与风机外壳护层一样（作送风机用时外壳也必须由用户在安装时作 与隔热一样的隔声护层），护层的主要材料为100300 的玻纤棉板或岩棉。扩压器外壳和芯筒依 靠焊在扩压器内的一双层椭圆管（进气）和一单层椭圆管（出气）及其支撑联接。进气箱和扩压器的支座均固定在基础上，但安装时一定要注意按安装图仔细装调，务

35、必使进气箱和扩压器在基础上固定的同时还可以在一定的外力作用下能自由滑动一定的距离，以利设备在热态运行时有一定的伸缩量。为此，固定螺栓下面都设置有滑套。引风机是输送含尘且温度较高的烟气，工作条件较差，从目前国内大型机组引风机的配套及生产情况来看，动、静叶调节的轴流风机均可选用，但从两种型式风机的设计及运行特点来分析，其各有利弊。静叶可调轴流风机对尘粒的适应性优于动叶可调轴流风机。静叶可调轴流式风机对含尘量的适应性一般不大于 400mg/Nm3，而动叶可调轴流风机一般则只能承受不大于150mg/Nm3的含尘量。因此，静叶可调轴流式风机对含尘烟气的适应性较强，且运行稳定，比较适合引风机的运行特点。动

36、叶可调轴流式风机负荷调节性较好，但价格较高，叶片对烟气的含尘量较为敏感。第四节 一、二、引风机的运行一. 各系统介绍1. 二次风系统二次风系统只作为燃烧用。送风机采用室外吸风，每台风机出口装有隔离风门。二次冷风进入空预器加热至392（设计煤种BMCR 工况），空预器出口热风按锅炉燃烧要求进入锅炉两侧墙的二次风箱。同时在送风机进口冷风温度低于20.4时，为了防止空预器冷端腐蚀，从二次热风出口管道引出热风再循环管至送风机进口，加热二次冷风至20.4（设计煤种BMCR 工况）。热风再循环管上装有电动隔离风门，当送风机进口冷风温度高于20.4时关闭此门。每台锅炉设两套二次风系统，在送风机后，空预器前冷

37、风管上装有联络风道，空预器出口也设有平衡入炉二次风压的联络风道；燃烧器二次风箱为两侧墙布置，二次风从锅炉两侧分别接入各风箱，此连接可保证当一台送风机故障时，两侧空预器仍可以向炉膛均匀送风，从而保证燃烧稳定性和沿炉膛温度分布均匀，减少热偏差。在空预器出口设有关断挡板风门，当空预器停运时作关断用。二次风进入锅炉风箱前的管道上设有流量测量装置。2. 一次风系统一次风系统主要作用为输送煤粉用。一次风机向磨煤机提供一次风和密封风，并向给煤机提供密封风，风机为动叶可调轴流式，通过风机调节动叶控制流量，每台风机出口装有隔离风门。一次风进入空预器加热后，由炉侧两路管道引入炉前联络母管再分配到每台磨煤机去。空预

38、器一次风出口装有隔离风门，当空预器事故时应关闭对应空预器的此门。来自一次风机出口的冷一次风，不经过空预器，通过炉侧两根冷一次风管道引至炉前联络母管上作为调温风、磨煤机和给煤机的密封风风源。炉侧两根冷一次风管道装有电动隔离风门。调温风分配到每台磨煤机进口与热一次风混合。混合风是通过调节装在每台磨煤机进口冷一次风道上的调温风门和热一次风道上的调温风门来调节至混合风温，使之最终满足磨煤机出口风粉混合物75的要求，两风门还可同时调节流量以满足磨煤机不同负荷下通风量的要求，风量多少需满足磨煤机干燥和送粉管流速（不能低于18m/s以防积粉）。当磨煤机事故需紧急停运时，应迅速关断一次热风气动关断插板门。为防

39、止检修磨煤机时冷一次风也进入磨煤机，故在调温压力冷风支管上设气动关断插板门，当磨煤机停运时关闭相应的插板门。在磨煤机入口混合风管上装有气动关断插板门，在磨煤机检修时隔断进入磨煤机的风源，该风门与冷风调节门和热风调节门连锁，冷、热风道上任一调节门打开时该门开启，冷、热风道上两调门同时关闭时该门关闭。在磨煤机入口混合风管上还设有流量测量装置。本工程锅炉燃烧器等离子点火在B 磨对应的燃烧器上设置，在B 磨入口的热一次风道上设置旁路风道，风道上设蒸汽加热的暖风器，锅炉启动采用等离子点火时，需用暖风器加热冷空气。暖风器前设置气动插板门，正常运行时此门关闭，暖风器后设置电动调节风门，用以调节启动时B 磨的

40、风量，正常运行时此门关闭。3. 密封风系统磨煤机密封风系统设置二台增压离心式密封风机，每台容量各为100，一台运行，一台备用。磨煤机密封风从冷一次风联络母管上引出经密封风机增压后进入磨煤机。密封风机入口管道设有滤网和电动调节门，当一台运行时另一台入口调节门应关闭。滤网进出口压差达到一定值时停运该侧密封风机，对滤网进行清洗。两台密封风机出口设有自动换向挡板，每台磨密封风支管上装有电动隔离风门。给煤机密封风母管从冷一次风联络母管引出，每台给煤机密封风支管从给煤机密封风母管引接，每根支管上设电动关断门和手动门，利用手动门控制密封风量，有效防止磨煤机内的热风粉返上，同时避免吹落胶带上的给煤；电动门起关

41、断作用，当有磨煤机退出系统运行时，应同时关闭对应给煤机密封风管道上的该门。烟气系统本系统由两台静叶可调轴流式引风机来排除燃烧气体。从省煤器出口烟气经过脱硝装置进入空预器，空预器进口有电动挡板门，用于事故发生时作关断烟气用，在空预器启停时也作开启和关断用。空预器后烟气分六路进入两台三室四电场电除尘器，经除尘后烟气(除尘效率99.4 经联络烟道进入两台引风机抽出，经烟囱排入大气。除尘器后的联络烟道上设有挡板门，在烟气单侧运行时起隔断作用。引风机进出口均设有电动挡板风门，当一台风机事故进行检修时作紧急关断烟气用，在引风机启停时也作开启和关断用。在锅炉的辅助设备中，风机担负着连续输送气体的任务，风机的

42、安全运行将直接影响到锅炉的安全、可靠、经济运行，因而风机是锅炉机组的主要辅机。发电厂中常用的风机，按其工作原理的不同，主要有离心式风机和轴流式风机两种。离心式风机的气流由轴向进入叶轮，然后在叶轮的驱动下，一方面随叶轮旋转，另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿径向离开叶轮。轴流风机的气流由轴向进入叶轮，在风机叶片的升力作用下，提高能量，沿轴向呈螺旋形地离开叶轮。二、风机的启动停用1风机启动前应具备的条件不论是离心式风机还是轴流式风机，启动前一般应具备如下条件：(1风机及附属设备完整，检修工作已结束，电动机和机械部分应分别符合厂用电动机运行规程和电业工作安全规程的有关规定。(2与风机有关的各风、烟

43、系统，设备完整、检修工作结束、检修入员已撤离现场。各风门、挡板经校验正常、位置符合要求(即能保证风机启动后有足够的通道和出路 。(3风机及与之有关的润滑油系统、冷却系统、液压油系统、自动及程序控制系统、保护及联锁装置以及各仪表均符合启动前的要求。(4风机及各附属设备的电源、气源等均已送上。2风机启动应遵循的原则(1风机启动前应先将与之有关的润滑油系统、冷却系统、液压油系统、保护及联锁装置、巡测装置投入运行。(2风机正常启动时可采用近控、遥控或程控等方式启动，但进行风机试转时，一般应采用就地近控方式启动。无论近控、遥控或程控方式启动，现场均应有专人负责检查。注意启动时的升速和运转情况，以便在出现

44、异常情况时能及时分析处理；仪表盘上也应派专人负责监视风机的电流和启动时间，并进行风机启动正常后的风量调节。(3为保证设备的安全，风机应在最小负载下启动。为此，离心式风机启动前应先关闭该风机的进口或出口隔绝风门和调节风门。待风机启动正常，电流降至空载值时立即开启进、出口隔绝风门，并操作调节风门，保持炉膛负压正常和风量符合要求。这是因为离心式风机的轴功率户是随着风量Q 的增加而增大的，见图6-16(a。为了减小启动时的风机轴功率，即减小启动时的风机流量，因此离心式风机应在隔绝风门和调节门全关的情况下启动。对于轴流风机而言，轴功率户是随着风量Q 的增加而相应减少的，图6-16(b为带有动叶调节的轴流

45、风机的Q F 关系曲线，从中可以看出动叶角度越小、风量越大时风机的轴功率将越小。据此，轴流风机应在调节风门或动叶关至最小且进、出口隔绝风门全开的情况下启动。(4一次风机或排粉机试转启动时，应确认系统内无积粉或积煤，以免大量可燃物进入锅炉，给炉膛爆炸或烟道内可燃物再燃烧埋下祸根。(5风机启动正常后应对风机的运行工况进行全面检查，其中包括：电动机及机械部分的振动、轴承温度、电流、风量、风压、电动机绕组和铁芯温度，转动部分有无碰壳或金属摩擦声以及各附属设备及系统的运行情况等。风机试转启动时，还应检查转向是否符合要求。 图6-16风机的功率与风量关系曲线3风机的停用锅炉的吸风机、送风机及一次风机一般均

46、采用两台风机并联运行的方式。锅炉正常运行中，当并联运行的两台风机因故需停运一台时，应先将机组的负荷减至50，开启有关的连通风门并将需停用风机的负荷逐步转移至另一台风机上去，待该风机的负荷已降至最低时，便可停用该风机。离心式风机停用前应先关闭进、出口隔绝风门，轴流式风机应在风机停用后再关闭进、出口隔绝风门，以使风机停用时的负载最小和防止发生通过停用风机大量漏风的现象。风机停用时应检查与之有关的各联动设备动作情况应正常，各附属设备和系统，应按有关规定进行相应的停用。三、风机的运行和调节锅炉运行中，风机的工作状况将随锅炉负荷的变化而变化，以适应不同负荷时锅炉对风量的实际需要。风机的调节，实际上就是改

47、变风机工作点的位置，使风机输出的工作流量与锅炉实际需要的风量相平衡。离心式风机和轴流式风机调节的基本方法通常有以下几种： 1离心式风机的常用调节方式（1）节流调节节流调节是利用设置在风机进口或出口管路上的节流挡板，通过改变其开度来改变风机工作点的位置，达到调节风机风量的目的。A出口节流调节。节流挡板设置在风机出口管路上的调节方式，称为风机出口节流调节。在该方式下如需减少风量，则可通过关小节流挡板，增大系统阻力的方法来实现，如图6-17所示。当系统阻力特性曲线由OA 变成OB 时，风机的工作点也相应从A 点移至B 点，从而使风机的流量由OA 减小至QB 。采用这种方法调节时，随着风量的减少，风机

48、出口压力(节流挡板前风压 将相应上升Ap 。这种调节方法，由于是通过改变系统阻力来实现的，因而在关小节流挡板时将使局部阻力增加，运行经济性下降；此外，对于具有驼峰状 Q一p 曲线的风机，当挡板关得过小即系统阻力增加较多时，风机的工作点便有可能落入不稳定工况区域运行，如图6-18中的B 点，使风机发生喘振现象。风机发生喘振时风压及流量将出现剧烈的波动，气流发生猛烈撞击，使风机产生强烈的振动和噪声，对锅炉的燃烧工况及风机本身的安全运行都带来严重的威胁。因此，目前大型锅炉的风机，一般不采用这种调节方式。B 进口节流调节。节流挡板设置在风机进口管路上的调节方式，称为风机进口节流调节。这种调节方法是通过

49、改变风机进口节流挡板的开度，使风机进口阻力改变，从而改变了风机进口压力和性能，使风机工作点相应位移，达到调节风量的目的，如图6-19所示。采用这种调节方式时，如需减少风量，则可关小节流挡板。由于风机入口阻力增大使风机进口压力下降，在风机转速不变的情况下，进口压力下降必将引起出口压力也按比例下降，造成风机的特性曲线由原 CA变为CB 。由于风机出口管路特性未变，故系统阻力特性曲线不变，当风机的特性曲线由 CA变为CB 时，风机的工作点便将由A 点移至B 点，使风机的流量由QA 减少至QB 。采用该种方式进行减小风量的调节时，风机的风量、风压及所消耗的功率将同时下降，因而比出口节流调节方式的运行经

50、济性要好。但节流挡板的开度与风量变化不成线性关系，调节性能较差，尤其不适宜采用自动调节，因而目前大容量的风机一般不采用这种调节方式。 图6-17 风机出口节流调节示意图 图6-18风机的不稳定工况 图6-19风机进口节流调节示意图(2进口导向器调节进口导向器调节方式，通过改变风机入口导向器叶片的角度，使风机叶片进口气流的切向分速度发生变化，从而使风机的特性曲线得到改变。当外界系统阻力未变时，由于风机特性曲线的改变，使风机的运行工作点位置相应改变，从而达到风量调节的目的，如图6-20所示。尽管采用导向器会使风机效率降低，但在70一100调节范围内，它的经济性比节流调节要高得多，而且导向器结构简单

51、、调节性能较好、维护方便，所以这种调节方式目前应用比较广泛。 图6-20进口导向器调节示意图 Y-进口导向器的开度(3变速调节变速调节，通过改变风机叶轮的工作转速，使风机的特性曲线发生变化，从而达到改变风机运行的工作点和调节风量的目的，如图6-21所示。改变风机的转速，通常采用以下方法来实现：A 采用变频调速电动机或在异步电动机的转子回路中串联一个可变电阻，用改变电阻值的大小来改变电动机的转速；B 采用液力联轴器、电磁联轴器、皮带传动或齿轮 图6-21 变速调节示意图nl 、n2、n3一分别为三种不同的转速C 用变速小汽轮机或直流电动机驱动风机。采用变速调节方法，由于风机没有附加阻力所产生的额

52、外能量损失，因而是最经济的调节方法。但是采用变速调节，将增加设备的复杂性。(4组合方式调节组合方式调节，即在一台风机同时采用两种调节方式，常见的有进口导流器调节和变速调节的组合。2轴流式风机的常用调节方式（1）动叶调节动叶调节是在风机运行中，通过改变风机叶片的角度，使风机的特性曲线发生改变，来实现改变风机运行工作点和调节风量的目的，如图6-22所示。这种调节方式，由于经济性和安全性均较 好，且每一个叶片角度对应一条性能曲线，叶片角度的变化几乎和风量成线性关系，因而在目前大型锅炉的轴流风机中是一种普遍采用的调节方式。 图6-22 动叶调节示意图（2）节流调节轴流式风机的节流调节原理与离心式风机相

53、同，也是通过改变管路阻力使风机工作点和风量得到改变的。由于轴流式风机的特性曲线均呈驼峰状，采用节流挡板调节时易使风机的工作点落入不稳定工况区域运行，因而目前电站锅炉的大容量轴流风机一般不采用这种调节方式。此外，轴流风机在高效工况区附近的效率下降较快，因此采用节流方式调节风量，是极不经济的。（3）变速调节和进口静叶调节采用变速调节和进口静叶调节时，系统阻力不变，风量随风机特性曲线的改变而改变，因此风机的工作点不易落入不稳定工况区域运行。3风机的联合运行为了提高锅炉运行的灵活性和可靠性，现代大容量锅炉，大多采用数台风机联合运行的方式。联合运行一般又有串联和并联两种方式，在大型的锅炉上，风机串联运行

54、应用较少而并联运行应用极为普遍。（1）风机的串联运行风机串联运行时，气体依次通过两台或两台以上的风机向系统输送风量，因而可以获得较高的风压，如图6-23(a所示。 图 6-23 两台性能相同风机联合运行的特性曲线 2风机的并联运行目前大型锅炉的主要风机如吸风机、送风机、一次风机等，大多采用两台性能相同的风机并联布置的联合运行方式。风机在并联方式下运行时，出口风压相同，总流量为各风机出口流量之和，如图6-23(b所示。采用并联方式运行时，可以通过增、减设备运行台数来适应较大范围流量改变的需要既可保证每台风机运行的经济性又增加了锅炉运行的安全可靠性。风机并联运行时，无论在稳定工况下或风量调节过程中

55、，均应尽量保持各风机的负荷相同(可以通过各风机的电流和出口风量来判断 ，以避免发生“抢风”现象，发生“抢风”现象时，两台并联运行风机的电流和风量将出现很大的偏差，此时若开大“小风量风机”的风门或关小“大风量风机”的风门，原来风量大的风机会突然跳到小风量运行，而另一台则会突然跳到大风量运行，使得两台风机始终无法并列运行。“抢风”现象是由于并联运行中小风量的那台风机，已落入不稳定工况区域运行所造成的，因而“抢风”实际上是一种故障状态，应按风机失速的有关处理方法，采取一切降低系统阻力或降低锅炉负荷的措施，尽快使风机回到稳定工况区域运行。为使并联运行风机的负荷能尽量保持相同，应禁止采用单台风机投入自动

56、，而另一台风机处于手动状态的运行方式。此外，在风机自动控制回路中还应设有偏置装置，以便在并联运行的各台风机特性存在差异时，可通过改变偏置值来达到各风机出力的基本相等。 四风机的正常运行和调整正常运行中，风机的电流不仅是风机负荷的标志，也是一些异常事故的预报，因此必引重点加以监视。风机的进、出口风压，不仅反应了风机的运行工况，还反应了锅炉及所属引统的漏风或受热面的积灰和结渣情况，应经常进行检查和分析。风机及其电动机的轴承引度、振动、润滑油量、润滑情况、各种形式的冷却系统、液压系统、转动部分的声音、电引机的绕组和铁芯温度等应定期进行检查，发现异常情况及时进行分析和处理。并联运行的两台风机正常运行时

57、，连通风门应保持开启位置，以便在一台风机故障跳刚转为单风机运行时，可通过连通风门仍保持锅炉运行工况正常。一般情况下，只有在一台引气预热器故障停用时，方可关闭送风机和一次风机的连通风门。一次风机或排粉机的负荷，应根据制粉系统的出力即输送、干燥煤粉的需要和锅炉燃烧所需一次风量的需要进行调节，送风机则应根据锅炉总风量的需求和炉膛出口氧量的高低来调节。锅炉总风量，一般包括进入锅炉的所有一次风和二次风量，它和锅炉负荷或燃料量有关。由于燃烧工况或燃料品质的变化，往往给维持恰当的燃料与风量之比带来困难，因而送风量的调节通常还应参照炉膛出口氧量来进行。对于输送高温介质的风机(如吸风机、热一次风机、排粉机等 ，由于工作环境差，应特别注意冷却系统的工作情况，防止轴承温度过高造成设备的损坏。锅炉除尘器的除尘效率及工作情况，将直接影响吸风机的使用寿命和安全运行，为了尽量减少烟气中的含尘量，以减少对吸风机叶片的磨损和防止发生叶片断裂等事故，除尘器的正确投、停和确保除尘器的高效运行将是十分重要的。正常运行时，吸风机应根据炉膛负压进行调节，在进行除灰、清渣或观察炉内燃烧情况时，炉膛负压应保持比正常值更高一些，在自动调节系统中，为了保持炉膛负压稳定，一般还将送风机的调节，作为吸风机调节的前馈信号，以改善自动系统的调节质量。锅炉受热面发生结渣、积灰时，由于烟气通道局部堵塞，通流截面减少，将使吸风机电流