一次风机讲课

一次风机讲课第一页，共37页。

一次风机作用：

一次风的作用是用来输送和干燥煤粉，并供给燃料燃烧初期所需的空气。 大气经消声器垂直进入两台轴流式一次风机，经一次风机提压后分成两路；一路进入磨煤机前的冷一次风管；另一路进入空预热器的一次风分仓进行加热，加热后进入磨煤机前的热一次风管，热风和冷风在磨煤机前混合。

第二页，共37页。在冷一次风和热一次风管出口处都设有调节挡板和电动挡板来控制冷热风的风量，保证磨煤机总的一次风量和出口温度在要求范围内。合格的煤粉经煤粉管道由一次风送至炉膛燃烧。一次风机的流量主要取决于燃烧系统所需的一次风量和空气预热器的漏风量。第三页，共37页。一次风机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。第四页，共37页。轴流式一次风机结构第五页，共37页。

第六页，共37页。一次风机的叶轮为双级叶轮叶轮是风机的主要部件之一，气体通过叶轮的旋转获得能量，然后离开叶轮作螺旋线的轴向运动。该风机叶轮为焊接结构，这种叶轮比起铸造轮毂可承受较大的离心应力，因而可以提高转速，缩小风机尺寸。一次风机与送风机结构基本相同，只是一次风机叶片为双级叶轮。第七页，共37页。第八页，共37页。一次风机启动前检查油站运行正常，风机液压油及润滑油、电机润滑油正常。油站冷却器冷却水投入正常。检查风机联轴器联接正常。检查动片角度与指示位置相符，关闭动叶润滑油箱油温度≥25℃。有两到三台磨煤机冷风关断挡板打开，冷风调节挡板开度>30%，磨出口门打开，以保证一次风形成畅通的风道。风机低温下长时间没有运转，在运行前，油系统至少提前两小时运转。任一密封风机已经启动。第九页，共37页。一次风机启动条件一次风机出口挡板关闭。一次风机入口动叶开度≤5%。空预器至少一台运行。任一引风机运行。任一送风机运行。一次风机电机润滑油供油流量不低一次风机电机润滑油供油压力不低第十页，共37页。一次风机液压油供油泵压力不低一次风机轴承温度、电机轴承温度、电机线圈温度不高。一次风机任一润滑油泵运行一次风机无跳闸条件。第十一页，共37页。一次风机跳闸条件MFT动作。两台送风机全停。两台引风机全停。两台空预器全停，延时5S。液压油或润滑油压低低。风机X或Y向轴承振动高和高高全来。风机运行60秒后出口挡板关闭。第十二页，共37页。正常运行检查项目一次风机液压润滑油箱油位应保持在1/3～2/3范围内，发现油位不正常降低、升高应立即查找油位降低、升高的原因并进行处理。通过油箱油面镜观察油箱内油质应透明，无乳化和杂质，油面镜上无水汽和水珠。监视润滑油温度正常，当油箱油温小于25℃时，电加热器自动投入，当油箱油温大于35℃时，电加热器自动退出。第十三页，共37页。动叶调节油压正常调整在2.5MPa－3.5MPa，轴承润滑油压在0.35-0.4MPa，油站滤网前后差压低于0.05MPa，轴承润滑油供油温度调整在30～40℃，轴承润滑油流量应大于3L/min。一次风机油系统无渗漏，油站冷油器冷却水管道无泄漏，冷却水畅通。一次风机正常运行工况点在失速最低线以下，动叶调节范围45度，遥控和就地开度指示一致，以确保风机运行中无喘振，一次风机电机不过载一次风机及电机运行中无异音，内部无碰磨、刮卡现象。一次风机电机线圈温度不超过115℃，一次风机电机及相应的电缆无过热冒烟，着火现象，现场无绝缘烧焦气味，发现异常应立即查找根源进行处理第十四页，共37页。主轴承温度，至少2小时检查记录一次（新安装或大修初次启动应每隔半小时检查记录一次，运行有异常时，检查记录时间间隔酌情掌握）。主轴承温度不得超过80℃经常检查主轴承箱振动值正常，振动速度有效值不超过10mm/s，否则停止风机运行电机油站油箱油位正常，油质良好。电机润滑油站过滤器压差≤0.2MPa，否则报警，应及时切换、清扫。电机润滑油箱油温高≥40℃报警，油温偏高时应检查冷却水投入情况。电机润滑油温度一般正常为38～42℃，不得超过50℃。电机轴承温度正常在40～50℃范围内。电机绕组温度正常在50～70℃范围内。第十五页，共37页。电机润滑油压在0.2～0.4MPa范围。电机润滑油流量正常，电机前后轴承油位正常。风机周围无杂物影响风机运行调整。风机地脚螺栓及固定部件应无松动，调节伺服机传动机构无松动脱开现象。第十六页，共37页。一次风机失速与喘振介绍喘振，顾名思义就象人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏，出现喘振的风机大致现象如下：1、电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动。2、风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。第十七页，共37页。一次风机发生喘振的常见原因1烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。（我们有碰到过但不多）2两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行（我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出，使两风机导叶调节不同步引起大的偏差）3风机长期在低出力下运转。4一般的处理原则是调整负荷、关小高出力风机的导叶开度使风机出力相近，再根据上面所说的可能原因进行查找再作相应处理。第十八页，共37页。风机失速产生的原因当风机处于正常工况工作时，冲角等于零，而绕翼型的气流保持其流线形状，如图示：第十九页，共37页。风机失速产生的原因随着动叶角度开大，当气流与叶片进口形成正冲角时，随着冲角的增大，在叶片后缘点附近产生涡流，而且气流开始从上表面分离。当正冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，升力减小，阻力却急剧增加，这种现象称为“旋转脱流”或“失速”。第二十页，共37页。风机失速产生的原因如果脱流现象发生在风机的风道内，则脱流将对风道造成堵塞，使风道内的阻力增大，同时风压也随之而迅速降低。风机的叶片由于加工及安装等原因不可能有完全相同的形状和安装角，同时流体的来流流向也不完全均匀。因此当运行工况变化而使流动方向发生偏离时，在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同，第二十一页，共37页。风机失速产生的原因如果某一叶片进口处的冲角达到临界值时，就首先在该叶片上发生脱流，而不会所有叶片都同时发生脱流。如图示：假设在叶道2首先由于脱流而出现气流阻塞现象，叶道受堵塞后，通过的流量减少，在该叶道前形成低速停滞区，于是原来进入叶道2的气流只能分流进入叶道1和3。第二十二页，共37页。风机失速产生的原因这两股分流来的气流又与原来进入叶道1和3的气流汇合，从而改变了原来的气流方向，使流入叶道1的气流冲角减小，而流入叶道3的冲角增大，由此可知，分流的结果将使叶道1内的绕流情况有所改善，脱流的可能性减小，甚至消失，而叶道3内部却因冲角增大而促使发生脱流，叶道3内发生脱流后又形成堵塞，使叶道3前的气流发生分流，第二十三页，共37页。风机失速产生的原因其结果又促使叶道4内发生脱流和堵塞，这种现象继续下去，使脱流现象所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向移动。试验表明，脱流的传播相对速度W1远小于叶轮本身旋转角速度W，此种现象称为“旋转脱流”或“旋转失速”。第二十四页，共37页。风机失速的测量第二十五页，共37页。风机失速的测量一次风机、送风机失速差压动作值200Pa，引风机失速动作150Pa当风机的工作点落在旋转脱流区，叶轮前的气流除了轴向流动之外，还有脱流区流道阻塞成气流所形成的圆周方向分量。于是，叶轮旋转时先遇到的测压孔，即镉片前的测压孔压力高，而镉片后的测压孔的气流压力低，产生了压力差，一般失速探头产生的压力差达245～392Pa，即报警，风机的流量越小，失速探头的压差越大，由失速探头产生的压差发出信号，然后由测压管接通一个压力差开关（继电器），压力差开关将报警电路系统接通发出报警，操作人员及时采取排除旋转脱流的措施。第二十六页，共37页。风机失速的危害风机进入不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转脱流区，叶片依次经过脱流区要受到交变应力的作用，这种交变应力会使叶片产生疲劳。叶片每经过一次脱流区将受到一次激振力的作用，此激振力的作用频率与旋转脱流的速度成正比，当脱流区的数目2、3、、、、时，则作用于每个叶片的激振力频率也作2倍、3倍、、、、的变化。如果这一激振力的作用频率与叶片的固有频率成整数倍关系，或者等于、接近于叶片的固有频率时，叶片将发生共振。此时，叶片的动应力显著增加，甚至可达数十倍以上，使叶片产生断裂。一旦有一个叶片疲劳断裂，将会将全部叶片打断，因此，应尽量避免泵与风机在不稳定工况区运行。第二十七页，共37页。风机喘振产生的原因轴流风机在不稳定工况区运行时，还可能发生流量、全压和电流的大幅度的波动，气流会发生往复流动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高，这种不稳定工况称为喘振。第二十八页，共37页。风机喘振产生的原因左图为轴流风机Q－H性能曲线，若用节流调节方法减少风机的流量，如风机工作点在K点右侧，则风机工作是稳定的。当风机的流量Q<QK时，这时风机所产生的最大压头将随之下降，并小于管路中的压力，因为风道系统容量较大，在这一瞬间风道中的压力仍为HK，因此风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流，由风道倒入风机中，工作点由K点迅速移至C点。第二十九页，共37页。风机喘振产生的原因但是气流倒流使风道系统中的风量减小，因而风道中压力迅速下降，工作点沿着CD线迅速下降至流量Q=0时的D点，此时风机供给的风量为零。由于风机在继续运转，所以当风道中的压力降低到相应的D点时，风机又开始输出流量，为了与风道中压力相平衡，工况点又从D跳至相应工况点F。只要外界所需的流量保持小于QK，上述过程又重复出现。如果风机的工作状态按FKCDF周而复始地进行，这种循环的频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。第三十页，共37页。风机喘振的测量轴流风机在叶轮进口处装置喘振报警装置，该装置是由一根皮托管布置在叶轮的前方，皮托管的开口对着叶轮的旋转方向。在正常情况下，皮托管所测到的气流压力为负值，因为它测到的是叶轮前的压力。但是当风机进入喘振区工作时，由于气流压力产生大幅度波动，所以皮托管测到的压力亦是一个波动的值。当运行工况超过喘振极限时，通过皮托管与差压开关，利用声光向控制台发出报警信号，要求运行人员及时处理，使风机返回正常工况运行。一次风机、送风机采取失速测量装置，引风机采取喘振测量装置第三十一页，共37页。风机喘振的危害风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。喘振的发生会破坏风机与管道的设备，威胁风机及整个系统的安全性。第三十二页，共37页。风机失速和喘振的区别旋转脱流与喘振的发生都是在Q－H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。旋转脱流发生在如图所示的风机Q－H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在Q－H性能曲线向右上方倾斜部分。旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。失速是引发喘振的前因，但失速不一定会喘振，喘振是失速恶化的宏观表现。第三十三页，共37页。风机失速和喘振的区别失速和喘振是两种不同的概念，失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性，例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受风机系统的容积和形状的影响。喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特性受风机管道系统容积的支配，其流量、压力功率的波动是由不稳定工况区造成的，但是试验研究表明，喘振现象的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。第三十四页，共37页。风机失速和喘振的处理风机发生喘振立即将风机动叶控制置于手动方式，关小另一台未失速风机的动叶，适当关小失速风机的动叶，同时协调调节引、送风机，维持炉膛负压在允许范围内。若风机并列操作中发生喘振，应停止并列，尽快关小失速风机动叶，查明原因消除后，再进行并列操作。若因风烟系统的风门、挡板被误关引起风机喘振，应立即打开，同时调整动叶开度。若风门、挡板故障，立即降低锅炉负荷，联系检修处理；若为吹灰引起，立即停止。经上述处理喘振消失，则稳定运行工况，进一步查找原因并采取相应的措施后，方可逐步增加风机的负荷；经上述处理后无效或已严重威胁设备的安全时，应立即停止该风机运行。第三十五页，共37页。风机失速和喘振的预防1、尽量避免采用具有驼峰形性能曲线的风机，而采用性能曲线平直向下倾斜的风机。2、使泵或风机的流量恒大于QK。如果系统中所需要的流量小于Q