轴流式引风机

轴流式引风机（共8篇）

轴流式引风机 篇1

600MW锅炉轴流式引风机其实是有两台或者多台引风机组成的, 这两台或者多台引风机共同构成600MW。这样的组合方式能够避免其中有一台引风机坏掉而导致锅炉不能正常使用的现象发生, 这样的方式是可行的并且可以提高容错率。但是, 这种组合方式也会令引风机发生抢风的现象, 因为这个组合不仅仅是单个引风机在工作, 而是整个系统里面的引风机都在工作, 这就导致引风机相互之间发生抢风的现象。本文就一个工作当中发生的具体事例, 对600MW锅炉轴流式引风机发生抢风的原因、现象以及处理办法进行了分析。

1 600MW锅炉轴流式引风机的内部工作结构

这是由两台引风机组成的, 第一台引风机所构成的机组, 做的有用功为180MW, 第一台引风机机组所包含了引风机、一次风机、送风机、6台磨煤机一同运行, 各个机器工作运行正常;第一号引风机静叶开度57%、电流76A, 第二台引风机静叶开度58%、电流75A, 炉膛负荷压力为-55pa~-65pa;第二号机组锅炉加大风量对炉膛进行吹风工作。

2 发生抢风时的现象

当这样的事故发生的时候, 我们的监测人员发现, 第一台引风机静叶开度已经自动上升到87%, 电流竟然高达138A, 第二台引风机静叶开度也已经自动上升到92%, 电流也上升到了97A, 并且这两台引风机都有20A左右的电流波动, 炉膛里面的负电压波动现象很严重, 导致燃烧出现严重的恶化情况。这个时候, 第二号炉的第一台第二台引风机的静叶开度已经到达了69%。

3 解决办法

(1) 利用AB层油枪的作用, 用它来进行助燃, 关闭自动引风的功能, 手动调整第二号炉的通风量大小, 通过这些手段, 使得第一台第二台引风机的静叶开度能够平稳降到38%左右。

(2) 还可以通过手动调整的方式, 让第二台引风机的静叶开度能够上升到65%左右, 相对于调整前上升的幅度在7%左右, 再手动调整降低第一台引风机的静叶开度, 当第一台引风机的静叶开度降到70%左右的时候, 电流降到125A, 这个时候第一台第二台引风机电流就会发生突然的变化, 第一台引风机电流变为89A, 第二台引风机电流变为131A, 炉膛内负荷压力最大值竟然达到了-300pa, 此时就要手动调整第二台引风机的静叶开度, 当它的数值调整到接近正常时候的数值时, 停止调整, 接着再调整第一台引风机的静叶开度值, 使得它也能够恢复正常运行时的数值, 再监测这两台引风机的电流数值, 当到达正常时的数值并且发生的波动越来越小的时候, 停止调整工作。

(3) 进行了基础的调整之后, 还要针对整个机组的处理情况以及当时炉膛内的负荷压力情况, 并且要一步一步地对第一台第二台引风机进行静叶开度的调整, 调整到机组出力正常, 电流能够达到稳定的状态, 整个机组的工作已经能够达到工作的需要。再增大第一台机组的负荷量到188MW, 增大第一台引风机所在的机组炉膛的通风量。

(4) 再恢复引风自动控制装置的正常工作, 严密监视第一台第二台引风机静叶开度的数据, 当我们看到电流恢复正常并且达到稳定的时候, 把油枪撤回即可。

4 造成引风机抢风现象的原因

当轴流式引风机运行到某一个区域的时候, 这两台引风机的工作不会像以前那样正常运转, 会出现这两台引风机当中的一台的工作负荷比较大, 而另一台就会相应的偏小一点。如果这个时候我们去调整那台工作负荷比较大的引风机, 把它调小, 它就会瞬间调到最小的起点的时候;而我们去调整那台偏小的引风机时, 也会出现类似的现象, 你调大它它就会突然变大, 超过我们预期所想要调到那个大小。这就是我们通常所说的抢风现象。在现实的生产当中, 我们结合一个工厂的烟囱进行分析, 某电厂引风机如果发生抢风现象可以这样解释, 当炉膛内通入较多的冷空气的时候, 就会导致炉膛内的压强降低, 压强一降低, 就会导致气体的密度增加, 因为单位体积的气体质量与压强成反比, 所以压强的变化, 就会导致烟气的抬升能力出现变化, 抬升能力一变, 就会影响到引风机的工作量发生变化, 这样就会使得引风机的工作发生变化, 当引风机由原来的工作状态突然发生改变的时候, 就会造成引风机抢风现象的发生。

5 可以采取相应的防范措施来防范引风机抢风现象的发生

在我们的实际生产当中, 我们可以发现, 造成引风机抢风现象的发生, 有很多原因都是积灰产生的。所以在生产过程当中, 我们要时刻注意积灰这一问题。

(1) 当只有一台引风机工作的时候, 将其他没有引风机工作的地方进行炉膛积灰的清理, 控制风量的大小, 避免积灰过多。

(2) 在运行当中, 密切监测整个系统的压强差, 以及炉膛的积灰和出入口的清洁, 必要的时候要关停设备, 对积灰进行一个清洁处理。

(3) 关闭设备的运行, 进行升级改造, 使得设备能够满足现代化工作的要求, 利用先进的技术来武装设备, 力求引风机抢风现象的零发生。

6 小结

本文紧紧围绕着600MW锅炉轴流式引风机抢风的原因、现象及处理办法进行案例分析, 得出了一定的实验数据, 希望能够通过这篇文章的研究, 能够为我们今后的生产工作, 提供一定的经验来解决600MW锅炉轴流式引风机抢风这一棘手的问题, 希望能为我们国家提供相关的理论指导, 为相关科研工作提供一些数据和资料。

摘要：本文对600MW锅炉轴流式引风机抢风的原因、现象及处理办法进行了详细的分析, 希望通过本文的分析能够给今后的工作提供帮助和指导, 为人们了解600MW锅炉轴流式引风机提供理论上的依据, 给今后的工作避免出现这样的现象提供理论上的帮助。

关键词：轴流式引风机,抢风,原因,现象,处理方法

参考文献

[1]衡丽君, 段坤杰, 何长征.某电厂引风机改型方案研究[J].节能技术, 2010, (02) .

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[5]姚远, 潘秀秦, 揭其良, 王礼.火电机组汽动引风机改造控制策略研究[J]东北电力技术, 2014, (04) .

轴流式引风机 篇2

煤矿安全规程明确规定，生产矿井必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用风机必须能在10min内开动。这就需要解决主备用风机切换问题，一般的习惯性做法是采用在风硐内设置切换风门，通过人工开、闭风门来切换主备用道实现切换主备用通风机。这种方式虽然已经用了较长时间，但明显存在几个问题：

1、在风硐内设置风门。人为地增大了矿井通风阻力，降低了通见机效率或者增加了通风机的能耗：

2、在需要开启备用机時，人工开、闭风门耗时耗力，特别是在灾变时期紧急情况下，人员进入回风风道，人的安全可靠性比较差；

3、通风机扩散器通常没有设置防雨棚，长时间遭受日晒、雨淋，加速风机机身，特别是扩散器的锈蚀腐烂。

众所周知，矿用防爆对旋轴流通风机是根据煤矿发展的需要而设计制造的新型节能风机，符合节能增效的科学发展，我们应用越来越多。如何进一步改进主通风机的附属装置，使新型通风机，更好地发挥结构紧凑、噪声小、流量大、风压高、效率高、反风性能好，而且附属建筑装置简单，安装、使用方便等特点，更好地服务于煤矿和其他矿山等通风安全。这就是本文研究解决重点问题。

二、对策措施

针对以上的问题，我可组织有关管理人员广泛调查研究，提出自行设计制作轴流式主通风机扩散器口密闭装置替代切换风门方案，并在天湖岩矿进行了研发实践。几年来。研发人员经过反复探索与改进完善。充分利用矿山通用设备，实现了从人工开启到电动机械开启的改革，形成了矿用轴流式主通风机扩散器保护式电动密闭装置。

1、轴流式通风机扩散器保护装置的工作原理

(1)保护装置结构

传动部分：由一台功率为3kw的卷扬机钢丝绳通过定滑轮导向，来拉动(或放松)风机保护装置的密封钢板。

密封部分：在风机扩散器上粘合由玻璃纤维包裹海绵做成具有阻燃、弹性大的密封填料，并设计有强力快速的锁扣来固定和压紧密封填料。

限位保护部分：行程开关实现电气限位、确保操作电机转向正确，压缩弹簧和拉伸弹簧有储能和缓冲的作用。

(2)工作原理。以卷扬机动力，以立杆为支撑点，利用双滚筒卷扬机上不同缠绕方向的钢丝绳，实现同时对两台风机扩散器的保护装置的关闭或开启控制。

(3)当保护装置开启角度大于80。时就开始压缩弹簧(为下一次关闭作准备)，大于90。时触动行程限位开关，自动切断卷扬机和电磁闸电源。确保开启角度在合理的范围。

(4)如果由于卷扬机钢丝绳排列不整齐造成扩散器和机盖有一定的间隙，在钢丝绳的一端连接有一个拉伸的弹簧。可确保机盖能够扣紧。

(5)当出现卷扬机电气故障时。可人工打开电磁闸，在卷扬机电机转轴上连接好曲柄，由人工盘车开启备用风机扩散器保护装置，确保万无一失。

(6)保护装置采用长支点设计。机盖、扩散器边缘有30cm的间距，机盖开启的角度可超过90度，从而不影响风机的通风效率；

2、开启备用风机扩散器保护装置的操作流程

(1)当接到需要开启备用风机的通知后。打开备用风机盖上的3个快速锁扣，停止运行风机的运行。

(2)按下保护装置的开启按钮，启动卷扬机，电磁制动闸自动打开，连接在运行风机上的钢丝绳被放松，运行风机机盖依靠压缩弹簧推动并在重力的作用下将扩散器盖严；同时，连接在备用风机上的钢丝绳被缠绕收缩，打开备用风机扩散器盖。

(3)启动备用风机。

(4)扣上原运行风机的快速锁扣，完成电动开启切换保护装置和风机的任务。

三、应用效果

1、今年下半年，我司天湖岩矿开始制作、安装、调试、试运行；经过3个月试验，我可工程专业技术委员会通风安全专业组织有关人员进行了现场验收，该装置动作可靠、密闭效果良好，符合煤矿安全规程有关规定要求。

2、特点

(1)操作时间短。运行风机和备用风机扩散器保护装置的关闭和开启同时进行，能在3min内开启备用风机。

(2)电动开启风机扩散器保护装置，操作简单，能有效减轻操作人员的劳动强度，设计有电气限位、电气闭锁装置和手动开启方式，操作的准确性、可靠性有保障。

(3)该装置全部安装在地面，人员不必进入风硐，确保人员安全。

(4)风硐不需要设置切换风门设施，可以一定程度上减少矿井通风阻力。提高通风效率。

(5)避免通风机扩散器日晒、雨淋，备用风机在备用期间处于负压状态下电机更不易受潮，能有效的延长风机的使用寿命；

(6)扩散器口与密闭装置的接合部位采用弹性大具有阻燃密封材料。其漏风率几乎为0，能够满足通风安全要求。

煤矿轴流式主要通风机个性化设计 篇3

1 传统方法设计煤矿轴流式主要通风机的弱点

传统方法设计煤矿轴流式主要通风机, 是通过对大量矿井的风量、风阻等通风参数进行数据统计或煤矿管理部门对矿井通风等积孔 (即矿井阻力系数) 确定一定的范围, 最终对风机的风量、风压参数进行系列化, 再通过系列化的参数对风机进行空气动力性能设计, 即应用系列化的参数为已知条件, 对风机进行空气动力性能计算, 再通过空气动力性能计算结果, 对风机进行结构设计, 进而设计出完整的风机, 矿井则通过自身阻力系数的大小对风机进行选型。通风机的工况点是通风机的特性曲线与通风机所带系统的网络特性曲线的交点。如图1。图中H=f (Q) 是通风机特性曲线;RQ2即为系统网络特性曲线;交点M即为通风机的工况点。

1.1 传统方法设计煤矿轴流式主要通风机对运行安全的影响

由于按传统方法设计的通风机是预先进行标准化设计的, 为了使矿井有较宽的选型范围, 通风机的叶片安装角就必须设计为可调式。目前此种叶片的结构都制作为如下图所示的形式。从图2可知, 这种结构是用螺帽将叶片中轴紧固在叶轮轮毂上, 这样, 风机运行时, 在叶片中轴根部在弯曲和扭转复合应力作用下, 由于中轴热处理工艺、机加工艺以及长期疲劳等原因, 都会发生叶片中轴根部断裂, 从而损坏风机, 给矿井带来人身和财产的重大损失。以下就是几个叶片断裂事故的实例

1.2 传统方法设计的煤矿轴流式通风机很难运行于最佳工况点

轴流式通风机的特性曲线可表述为在既定转速下, 风压ΔP, 功率P以及效率η与风量Q之间的关系。轴流式通风机是按最佳工况点设计的, 如下图所示。e点即为最佳工况点。最佳工况点就是通风机的效率最高点。一台通风机不可能有两个以上最佳工况点。如图3为70B2-11№18型轴流式通风机转各种不同安装角度的一组特性图。从图3中可以看出, 最佳工况点在安装角为35°时的那条曲线上, 离开这条曲线, 通风机的效率就明显降低了。由此可见, 用传统方法设计制造的通风机很难凑巧运行在最佳工况点上, 基本上都运行在偏离最高效率点的区域, 也正是因为如此, 用传统方法设计的通风机都规定在选型时规定工况点应在工业利用区内, 工业利用区规定通风机的最低效率不低于最高效率的0.8倍, 且最低不低于0.6。由此可见, 利用传统方法设计的通风机运行效率较低, 造成较大的电能的损失。此外, 按传统方法设计通风机还容易造成通风机机号偏大、大马拉小车等, 造成不必要资源浪费。

2 矿井轴流式主要通风机个性化设计的优点

矿井轴流式主要通风机的个性化设计是根据矿井具体的风量、风压要求, 而针对性地对矿井轴流式主要通风机进行设计。即根据矿井具体的风量、风压需求参数为已知条件, 对风机进行空气动力性能计算, 再通过空气动力性能计算结果, 对风机进行结构设计, 进而设计出完整的风机。所以, 个性化设计有以下优点。

2.1 可有效地提高矿井轴流式主要通风机运行安全性

由于采取了个性化设计的方法, 即通风机的风量、风压是按矿井的具体要求设计的, 所以通风机的叶片可以不再采取安装角度可调式设计, 而是将叶片按所需要的角度直接焊接轮毂上, 这样便大大提高了叶片根部的强度, 可靠地避免了风机叶片沿中轴根部断裂事故, 从而提高了矿井轴流式主要通风机的运行安全性, 有效地降低了由于矿井主要通风机事故而给矿井带来的生命和财产损失。

2.2 可使矿井主要通风机在最经济状态下运行

通风机设计是按最佳工况点设计的, 即按最高效率点设计的。而个性化设计又是预先按矿井实际的风量、风压要求对通风机进行设计, 所以说, 个性化设计制造出的通风机就运行在最佳工况点上 (或者说运行在最高效率点上) 。这样, 便使矿井主要通风机在最经济的状态下运行, 有效地降低了主要通风机的能耗。以一台110Kw的主要通风机为例。按传统方法设计的主要通风机一般运行效率最高在70%左右, 而用个性化设计的方法设计制造的主要通风机运行效率可达75%左右, 则按传统方法设计的主要通风机电动机满负荷时计算, 个性化设计方法设计的通风机比传统方法设计的通风机运行每年可节约的电能为:

由此可见, 利用个性化设计方法设计出的风机运行有较好的节电性能, 从而降低了企业能耗, 使矿井主要通风机达到经济运行的目的, 降低了矿井生产成本, 同时也有利于减少全球温室气体排放。

此外, 利用个性化设计方法设计风机还可有效地降低叶轮重量, 有效地避免由按传统方法设计风机而造成的大马拉小车情况发生。减少资源浪费。利用个性化设计的方法比利用传统设计方法设计的矿井轴流式主要通风机, 在通风机的运行安全性和运行经济性方面具有相当明显的优点, 特别是在运行经济性方面, 在温室气体排放与全球气候变暖矛盾不断突出的情况下, 矿井轴流式主要通风机进行个性化设计对节能减排、减缓全球气候变暖速度尤其有作其特殊意义。当然个性化设计会在一定程度上加大设计人员的工作量, 同时也导致通风机的工况点几乎完全不可调。随着计算机在通风机设计中的应用, 通风机设计实现了模块化, 使通风机设计效率大大提高;而通风机电机变频调速器的使用, 通风机工况点能随时可调, 使通风机运行在最佳工况状态。因此通风机个性化设计将会得到进一步推广。

摘要：由于煤矿生产的特殊性, 煤矿主要通风机是24小时不间断运行的设备, 要求设备要有相当高的运行安全性, 一旦设备故障而不预知的停止运转, 会造成重的生命生和财产损失;同时由于设备是24小时不间断运行的, 因此该设备是矿井耗能的主要组成部分。矿井主要通风机个性化设计, 可有效地提高主要通风机的运行稳定性, 并充分显示出节能降耗的优点。

关键词：煤矿,主要通风机,个性化设计

参考文献

[1]李纪, 池风山.煤矿机电事故分析与预防[M].北京:煤炭工业出版社, 1991.4;

[2]汪德成.矿山流体机械[M].北京:煤炭工业出版社, 1999.1;

[3]吴玉林, 陈庆光, 刘树红编.通风机和压缩机[M].北京:清华大学出版社, 2005.2;

轴流风机失速与喘振 篇4

火力发电厂轴流风机具有驼峰形曲线这一特点, 决定了风机存在不稳定区。风机并不是在任何工作点都能稳定运行, 当风机工作点移至不稳定区时就可能引发失速及喘振。

1 轴流风机的失速与喘振现象

1.1 失速现象和原理

当风机动叶开度在某个位置不变时, 在工作区域内, 出口压力随流量的减小而增加, 当流量减小到某一值时压力达到最大、当流量进一步减小时, 风机压力和运行电流突然降低, 振动和噪音增大这一现象称为风机失速。风机失速后有两种表现, 一是风机仍能稳定运行, 即压力、风量、电流参数平稳, 但噪音增加, 风机全压稍下降并承小幅度脉动, 风机振动比正常运行高, 这种现象称为旋转失速。一是风机压力、风量、电流大幅度波动, 噪音异常增大, 风机不能稳定运行, 风道设备可能很快遭受损坏, 这种现象称为喘振。

1.1.1 轴流风机旋转失速

风机叶片不可能有完全相同的形状和安装角。因此失速现象并不是所有叶片同时发生, 而是首先在一个或几个叶片出现。若在叶道2中出现脱流, 叶道由于受脱流区的排挤变窄, 流量减小, 气流分别进入相邻的1、3叶道, 使1、3叶道的气流方向改变。使流入叶道1的气流冲角减小, 叶道1保持正常流动;叶道3的冲角增大, 加剧了脱流和阻塞。叶道3的阻塞同理又影响相邻叶道2和4的气流, 使叶道2消除脱流, 同时引发叶道4出现脱流。因此脱流区是旋转的, 其旋转方向与叶轮旋转方向相反, 这种现象称为旋转失速。

1.1.2 影响冲角a大小的因素

风机定速运行, 即叶片周向线速度u可以看作是一定值, 影响叶片冲角大小的因素就是气流速度c与叶片的安装角b。当叶片安装角b一定, 如果气流速度c越小, 则冲角a就越大, 产生失速的可能性越大。当气流速度c一定时, 如果叶片安装角b减小, 则冲角a也减小, 因此, 当风机低负荷运行时, 失速可能性将会减小。对于动叶可调轴流风机, 当风机发生失速时, 关小失速风机的动叶角度, 可以减小气流的冲角, 从而使风机逐步摆脱失速状态。对于叶片高度方向, 线速度u沿叶片高度方向逐渐增大, 在气流速度c一定的情况下, 冲角a会随着叶片高度方向逐渐增大, 在叶顶区域形成旋转失速。故叶片安装角b随着叶片高度的方向逐渐减小, 可以避免因叶高引起的旋转失速, 风机扭曲叶片即基于这个道理。

1.2 失速的危害

失速导致风机损坏, 由于旋转失速使风机各叶片受到周期性力作用, 若风机在失速区内运行相当长时间, 会造成叶片断裂, 叶轮的其它部件也会受到损害。

失速导致喘振, 若管道系统容积与阻力适当, 在风机发生失速压力降低时, 出口管道内的压力会高于风机产生的压力而使气流发生倒流, 管道内压力迅速降低, 风机又向管道输送气体, 但因流量小风机又失速, 气流又倒流。这种现象循环发生, 称为喘振。伴随喘振的发生, 风机参数也大幅度波动, 振动剧烈。可在很短时间内损坏风机, 必须立即停止风机运行。

失速造成并列运行风机间相互“抢风”, 两台并列运行的风机中的一台发生失速后, 两台风机间可能出现相互“抢风”现象而无法并列运行;或虽两台风机能并列运行, 但两台风机的总出力可能达不到需要而影响其带负荷能力。

1.3 轴流风机喘振概述

轴流风机性能曲线左半部, 存在一个马鞍形区域, 在此区域运行时有时会出现风机参数大幅波动, 风机及通道产生强烈振动、噪声显著增大等不正常工况, 这一不稳定工作区称为喘振区。喘振是不稳定工作区内可能遇到的现象, 而旋转失速在该区域内是必然出现的。

1.3.1 轴流风机喘振原理

风机在曲线右侧下降部分工作稳定, 一直到工作点K。但当风机负荷降到低于Qk时, 进入不稳定区。只要有扰动使管路压力升高, 则由于风机流量大于管路流量 (Qk>QG) , 管路工作点向右移动至A点, 当管路压力PA超过风机正向输送的最大压力Pk时, 风机工作点立即变到B点 (A、B点等压) , 风机抵抗管路压力产生的倒流而做功。此时, 管路中的气体向两个方向输送, 一是供给负荷需要, 一是倒送给风机, 故管路压力迅速降低。至D点 (C、D点等压) 时停止倒流。但由于风机的流量仍小于管路流量, QC<QD, 所以管路压力仍下降至E点, 风机的工作点将瞬间跳到F点 (E、F点等压) , 此时风机输出流量为QF。由于QF大于管路的输出流量, 此时管路风压转而升高, 风机的工作点又移到K点。上述过程重复进行, 就形成了风机喘振, 风机流量在QB~QF范围内变化, 而管路输出流量只在少得多的QE~QA间变动。

1.3.2 失速与喘振的区别及联系

风机失速与喘振都发生在P-Q曲线左侧不稳定区。失速发生在P-Q曲线峰值K以左的整个不稳定区, 喘振只发生在P-Q曲线向右上方倾斜部分, 其压力降低是失速造成的。失速的发生取决于叶片内部, 包括叶轮、叶片结构、进入叶轮的气流等, 与风道系统容量、形状等无关。失速发生时, 尽管叶轮附近的工况有波动, 但风机流量、压力和功率基本平稳, 风机可以继续运行。但发生喘振时, 风机流量、压力和电流产生大幅度波动, 同时伴有明显噪声, 振动很剧烈, 损坏风机与管道系统, 风机无法正常运行。

2 失速报警装置

我厂失速探头由两根相隔约3mm的测压管组成, 位于叶片进口前。测压管中间用隔片分开, 风机运行时, 叶轮进口气流均匀地从进气室沿轴向流入, 探头间的压力差微负。当风机工作点进入旋转失速区, 叶轮前的气流除轴向流动之外, 还有失速区流道阻塞气流所形成的圆周方向分量。叶轮旋转时先遇到的测压孔, 即隔片前的测压孔压力高, 而隔片后的测压孔压力低, 产生失速压差, 我厂一次风机失速探针为通径6mm, 失速保护差压定值为200Pa。送引风机、增压风机失速探针为通径10mm, 失速保护差压定值为500Pa。

3 调顺电厂一次风机失速案例

3.1 失速过程

2013年3月23日, #1机组运行中, 一次风机B发失速信号, 经快速减负荷, 降低风机出力后, 报警消失, 报警最长持续时间为50s (设计为延时100s跳闸) , 过程如下:

10:45:00机组负荷增至550MW, 一次风机出口10.93kpa

10:58:15一次风机B发失速信号, 一次风机B失速压力信号跳增至539pa。一次风机动叶由69.35%自动减至55.45%, 一次风机B电流由120A降至72A。一次风压由10.95kpa快降至6.19kpa。一次风压低报警发出, 多台磨入口风量低报警信号发出。E磨入口总风量由135km3/h降至24km3/h, B磨入口总风量由136km3/h降至45km3/h, 炉膛压力降至-1014pa, 增压风机入口负压降至-1352pa。

10:59:05一次风机动叶减至50%, 风压恢复至9.8kpa。一次风机B失速信号消失。

10:59:25煤量由230t/h增至240t/h, 机组负荷降至538MW。

10:59:31调整一次风机压力正常, 观察炉膛压力振荡回复中。

3.2 失速原因分析

年后#1炉空预器B压差持续增大, 满负荷时达到2800pa (#2炉压差约为1600pa) , 对各风机都存在堵风现象, 均具有失速危险性, 3月23日运行中, 机组接近满负荷运行, 热一次风母管压力偏低, 故一次风机动叶开大, 出口风压比正常稍高, 由于E磨折算后一次风量不准, 冷热风门逐渐关小, 最低均关至50%以下, 一次风机出口压力进一步升高, 导致一次风机B首先失速, 失速瞬间差压报警, 一次风压突降, 此时燃烧恶化, 锅炉各参数摆动, 而本厂针对一次风机特别设置了失速自动关动叶的逻辑, 故两台一次风机开始自动关小动叶, 从上面曲线看出连续动作四次, 另外由于各台磨机风量下降, 冷热风门均同时开大, 使系统阻力减小, 最终失速现象消失, 风压恢复。

4 运行中如何判断风机失速

通过以上分析可以发现, 当发生失速时系统几个显著现象:

失速风机出口风压下降, 出口风烟温度上升;

失速风机轴承振动上升;

失速风机电流下降, 并伴随波动;

就地检查风机有异声, 外壳温度上升, 振动加剧;

CRT画面风机失速差压表显示增大, 达到报警值。

5 失速的预防和处理

a、运行人员应了解风机所在系统的阻力构成, 特别是阻力较大又易于堵塞的设备, 如空预器、脱销装置的阻力范围。若这些设备阻力超出了范围可能导致风机失速时, 应限制负荷, 控制风机的出力, 并及时加强吹灰减小堵塞程度;

b、运行人员应了解风机动叶对应开度的风机流量范围, 即从正常流量到该角度下失速流量之间允许变化。操作其它设备时, 避免瞬时流量减小过大, 引起风机失速;

c、对失速差压报警装置应足够重视, 其差压波动开始增大时应及时调整;

d、高负荷时对风烟系统操作, 包括磨煤机启停应平缓进行, 防止突变;

e、发出失速报警信号后, 首先核对失速差压报警和风机参数变化, 判断哪台风机失速;

f、由理论分析得知, 风机失速时其动叶开度是足够支撑其正常出口压力的, 所以应坚决快速的关小风机动叶, 切不可因为出口压力降低而继续开大动叶, 导致喘振加剧;

g、发生失速时, 应同时减小系统阻力, 如一次风机失速应开大磨冷热风门, 送风机失速应开大二次风门、风烟挡板, 引风机失速应适当增加增压风机入口负压等;

h、适当降低负荷, 保证炉膛燃烧稳定, 调整水位、气温平稳;

轴流式引风机 篇5

关键词：轴流式风机,风机运行,风机控制

平煤集团八矿矿井通风系统为对角与分区混合的混合式通风, 主要通风机工作方式为抽出式。按照矿井发展规划, 北风井担负西翼及二水平的通风任务, 为了提高装备水平和矿井通风安全系数, 在此安装了2台ANN系列型风机, 一备一用。由于该风机的选型采用的是“量体裁衣”的方法, 从而得到针对实际参数的最佳风机选型方案, 具有较高的性价比。现结合该风机在平煤八矿的实际运行情况就其应用特点作一浅析。

1 风机基本技术参数及结构

风机型号ANN-3120/1600N, 其轮毂直径1 600 mm, 转速990 r/min;电机最大功率2 240 kW, 电压等级为6 000 V, 叶轮直径3 120 mm, 叶片调节角度10～50°, 额定风量380 m3/s, 额定风压4 308 Pa。

该风机主要由静态件 (叶轮机壳、进气箱、扩散器、滑轨等) 、旋转件 (主轴承组、轮毂、叶片等) 和辅助设备 (液压站、润滑站) 等部件组成。

2 风机的主要技术特点

2.1 液压动叶可调试机构

矿井轴流式风机一般采用调节风叶角度改变风机特性曲线的方法调整风机的工况点, 从而达到调节风机的目的。风叶角度调整一般有2种方式:①人工调节。该方式费时又费力, 各风叶角度之间存在较大误差, 风叶角度不一致。②静止一次可调机构的调节。调节简便速度快, 还可以保证各叶片角度的一致性, 但须在停机时操作。由于煤矿用风机调节不频繁, 且有备用风机, 故一般采用停机调节。

(1) 液压动叶可调机构的组成及工作原理。

ANN型风机采用目前比较先进的动叶可调机构, 该机构采用油压调节, 由SIPOS 5 FLASH型电动执行机构、液压系统等构成。其工作原理为:当操控装置将调节信号传递给叶片执行器后, 叶片执行器的伺服电机脉冲通过驱动杆传递到外部调节臂上, 外部调节臂又通过调节轴将调节运动传递给叶片角度调节装置。调节装置的调节轴通过拉叉将调节运动传递给旋转油密封, 从而启动调节阀, 旋转油密封系统又与液压系统相连, 将液压油送往液压系统并构成回路。在叶片角度调节过程中, 调节阀活塞在液压缸中运动, 从而导致液压缸的活塞运动, 直到达到相对于调节阀的平衡位置。液压缸推动轮毂调节盘, 通过滑块将运动传递给调节臂和叶片, 从而使叶片转动。液压动叶可调系统如图1所示。

(2) 液压动叶可调机构的应用特点。

①通过平衡装置降低叶片对调节装置的力矩, 然后通过调整盘进行叶片调整。避免发生国内部分厂家的风机由于通过齿轮传动机构来调整叶片角度, 长时间使用后而发生的齿轮磨损、齿侧间隙增大、轮齿损坏以致造成叶片难以固定的问题。②风机叶柄轴承使用了较常规更大的滚珠, 消除了叶片闭锁。并取消了滚珠保持架, 增加2个滚珠, 加大了滚珠的接触面积, 确保了滚珠与滚道之间的更好接触, 轴承可以承受更大的离心力, 确保了轴承寿命。延长了保养周期, 降低了维修费用。③叶片调节装置的液压缸采用独特设计, 使液压缸内任一时刻油的流动都是连续的。叶片在不转动时, 活塞两侧压力×面积的值是相等的。执行机构开始动作后, 液压缸内活塞两侧压力×面积的值大小变得不等, 于是执行机构的动作100%被传递, 形成叶片开启角度的变化。在调节过程中, 没有机械滞后, 叶片调节100%准确, 叶片开启的角度100%得到反馈。同时, 由于油的流动是连续的, 确保了液压缸内的油始终是清洁的。④采取动叶可调装置后, 在运行中调节风叶角度既省时又省力, 避免了一般轴流风机停机调节角度时的停机、倒台操作, 避免了调节风叶角度时的操作程序繁杂、时间长、劳动强度大等问题。⑤采取动叶调节, 使风机启动方式及倒台方式有了更多的选择。轴流式风机风叶角度调整好后一般是固定的, 启动时为避免风机运行在驼峰以左工作区域出现运行不稳定情况, 一般采取带负荷启动, 开机前必须先将风门打开, 易造成风机倒台时矿井有风流中断现象。而ANN型风机采用动叶可调, 风机启动时, 风叶角度为“零”角度 (最小角度) , 空载启动完毕后, 再打开风门调节风叶角度至需要值, 理论上为风机不停机倒台提供了可能。

2.2 风机的在线监控

PYFK-1/2000 型风机监控系统是由监控管理计算机和PLC组成的一个二级分布式计算机系统。由PLC组成的现场控制站按通风机台数配置, 在通风机房控制室设2台监控管理计算机, 采用工业以太网方式采集各控制装置的信号, 并进行集中控制和管理;还可通过工业以太网与矿井调度室或机电设备管理服务器通讯, 实现两者数据交换和共享, 同时接受矿井调度室或机电设备管理服务器的控制、调度指令。

风机运行的可靠性直接关系到矿井的安全生产和经济效益。因此, 该装置PLC系统选用了西门子S7-300系列, CPU选用带PROFIBUS总线接口的S7-315DP, 工业总线采用PROFIBUS总线连接远程模块。监控装置设有自动、手动、检修3种控制方式:自动方式是指按预先编制的程序进行集中控制;手动方式是当监控管理计算机和现场控制站PLC全部瘫痪时, 通过硬件设备启停按钮紧急启动风机及相关设备;检修方式是当另一台风机在运行、本台风机检修完成后, 进行的短时试运行或风机调试。

风机操作工作站以人机对话方式指导操作, 人机界面良好。在自动状态下, 可用键盘和鼠标实现风机受控设备的启停操作。风机操作工作站彩色屏幕 (CRT) 可显示通风机房平面图及工艺流程的剖面图, 剖面图上有动态的实时参数值显示、设备状态显示和事故报警信息显示等几十幅可切换的动态画面, 可实时在线监视风机运行状况。各种保护齐全, 并增加了失速、振动报警器, 避免了风机发生失速或振动过大而引起的风机损坏。

2.3 进风闸门

通常情况下, 国内厂家生产的风机所用的进风口闸门通常是推拉式或起吊式闸门。此类闸门结构比较简单, 但其性能差, 反应时间与操作时间长。ANN-3120/1600N型风机采用国际上通用的百叶窗式风门, 其优点是:控制性能好, 运转灵活、可靠, 反应时间与控制时间短, 防低温结冰。

3 通风机运行情况

该风机于2007年5月13日挂网投入运行, 并进行了性能测试, 实测性能曲线如图2所示, 测试参数结果见表1。从运行至今, 调节过2次风叶角度, 分别从25°调至27.5°, 27.5°调至30°, 调节过程简便, 调节后通风机运行平稳。

4 风机运行中需要注意的问题

(1) 倒机的安全性。

该风机原倒机方式为停机倒车, 中间停风时间长, 最短倒机时间需要4 min, 易造成瓦斯超限。针对煤矿通风的特殊安全要求, 为尽量缩短停风时间, 并结合现场实际情况, 在原有控制程序的基础上, 对倒机程序进行了修改, 改为不停机倒机, 即先启动备用风机, 然后再停运转风机, 将倒机停风时间缩短到2 min。如果对控制程序继续优化完善, 风机倒机时间还可以缩短, 倒机的安全性、可靠性得到进一步提高。

(2) 停机信号的特殊性。

考虑到风机的连续运转特性, 以及煤矿属高危行业的特殊性, 并结合现场实际情况将部分停机信号改为报警信号。

(3) 防止窜入高电压。

风机控制采用的PLC为S7-300型, 其部分开关量模块和模拟量模块及传感器运行电压为24 V, 信号电流为4～20 mA, 易受到外部高电压冲击而损坏。因此, 在使用中应注意防止窜入高电压而损坏设备。

(4) 风机的反风特性。

随着科技的发展, 高压电气微机综合保护装置逐渐普及, 但大部分生产厂家都没有考虑到风机反转反风的特性, 造成风机反风时, 保护动作不能实现。针对这种问题, 在现场可通过加装转换开关和反转保护程序来实现风机的反转反风。因此, 厂家在设计煤矿风机的配套产品时, 应充分考虑到风机的反风特性。

(5) 提高设备维护水平。

风机实现自动控制后, 虽然操作简便, 但设备结构复杂, 执行环节多, 故障点多, 增加了维护量, 需提高维护水平和设备维护质量。

(6) 增加角度值显示。

为减少偏差, 操控系统调节风叶角度采用百分度调节, 调节风机角度时需将角度值换算成百分度, 有些不便。可以考虑增加角度值显示。为防止在运行中出现误动作 (使风叶角度回到最小角度的故障) , 相应增加了最小角度值报警。

5 结语

(1) 该风机采用动叶可调式调节机构, 在风机运行中即可调节, 调节简便、速度快, 还可以保证各叶片角度的一致性。另外, 进风闸门使用国际上通用的百叶窗式风门, 控制性能好, 运转灵活、可靠, 反应时间与控制时间短, 而且防低温结冰。

(2) 风机实现了自动控制。采用PLC+上位机监控模式和PLC+现场总线控制模式, 针对互备的风机, 构成互备的2套风机控制系统、2个监控站互为冗余。同时具有对高压系统进行遥测、遥控功能。具有先进性、可靠性和安全性。

(3) 该设备运行平稳可靠, 而且由于设备性能较高, 维护保养周期长, 从而有效地减少了维修次数, 降低了维护费用。与国内轴流式风机相比处于领先水平, 有推广使用价值。

参考文献

轴流式引风机 篇6

1 引风机选型方案

目前国内新建大型燃煤机组脱硫系统基本不再设增压风机, 采用引增合一方式, 高效节能同时也简化了运行操作。 引风机选型主要以动叶可调轴流式风机和静叶可调轴流式风机为主, 2 类风机互有优缺点, 特性比较[1]见表1。

国内大型燃煤机组引风机采用引增合一方式后, 典型配置主要有2 种: (1) 采用2 台动叶可调轴流风机; (2) 采用2 台静叶可调轴流风机。 第一种方案在国内百万机组应用范围较广, 如国华徐州电厂、国电谏壁电厂、皖能铜陵电厂等, 动调风机应用于烟道中, 由于旋转部件较多, 耐磨性较差, 长期运行后故障率较高。 第二种方案国内百万机组应用较少, 主要由于2 台静调风机配套电机功率达到8500 k W, 需接引10k V母线, 增加了工程造价, 同时大功率静调风机对风机制造厂家也是一个重要考验。

根据引风机当前选型及应用情况, 该公司提出百万机组配置3 台静调轴流引风机的设计方案, 主要参数及投资费用比较见表2 及表3。

表3 中, 总投资费用包括:风机、基础、烟道、土建、风门、起吊等费用, 基础投资按700 元/m3计算, 建按325 元/m3计算, 烟道按7700 元/t计算;运行及维护费用按年利用5500 h计算, 电价按成本0.26 元/ (k W·h) 计算;年费用包括总投资费用差、年固定费用率及年运行维护费用差。

从投资比较来看, 采用3×35%静调轴流风机经济性最优, 其次为2×50%动调轴流风机。 从运行调节的可靠性及灵活性来看, 采用3×35%静调轴流风机调节可靠性高, 操作灵活。 根据负荷变化, 采用不同的引风机组合方式, 保证引风机始终处于高效率运行。

该公司采取3×35%静调轴流引风机组合方式, 引风机实际选型与原设计方案略有偏差, 风机转速为990r/m, 风机配套电机功率为6450 k W。

2 3×35%静调轴流引风机逻辑设置

由于引风机采用3×35%静调轴流风机配置, 送引风机逻辑设置上与常规设计存在较大的不同, 以下重点分析送引风机跳闸之间逻辑设置关系。

2.1 引风机跳闸逻辑设置

引风机跳闸逻辑设置如图1 所示。

(1) 3 台引风机均运行时, 甲 (或乙) 空预器跳闸8s后, 联跳甲 (或乙) 引风机。

(2) 3 台引风机均运行时, 甲 (或乙) 送风机跳闸, 联跳甲 (或乙) 引风机。

(3) 2 台引风机运行时, 当送风机均停时, 如丙引风机运行, 保留丙引风机运行, 其他引风机跳闸;如丙引风机未运行, 则保留甲引风机运行。

(4) RB情况下, 3 台引风机运行, 1 台引风机跳闸, 负荷快减至700 MW, 同侧送风机不作联跳, 送风机开度作超弛控制;2 台引风机跳闸, 负荷快减至400MW, 并跳闸1 台送风机。

2.2 送风机跳闸逻辑设置

送风机跳闸逻辑设置见图2。

(1) 5 台风机 (包括送、引风机) 均运行时, 1 台引风机跳闸, 机组RB动作, 减负荷至700 MW, 不联跳送风机。

(2) 5 台风机 (包括送、引风机) 均运行时, 2 台引风机跳闸, 机组RB动作, 减负荷至400 MW, 联跳1台送风机。 甲乙或甲丙引风机跳闸, 联跳甲送风机;乙丙引风机跳闸, 联跳乙送风机。

(3) 2 台送风机、 两台引风机运行时:1 甲乙引风机运行, 甲引跳闸联跳甲送风机;2 甲乙引风机运行, 乙引跳闸联跳乙送风机;3 乙丙引风机运行, 丙引跳闸联跳甲送风机;4 乙丙引风机运行, 乙引跳闸联跳乙送风机;5 甲丙引风机运行, 甲引跳闸联跳甲送风机;6 甲丙引风机运行, 丙引跳闸联跳乙送风机。

3 3×35%静调轴流引风机运行情况

3.1 3×35%静调轴流引风机并列操作

在1000 MW机组调试期间, 进行了3 台引风机并列操作试验 (如图3 所示) 。 2012 年11 月4 日, 1 号机组负荷570 MW, 甲引风机静叶开度50%, 电流356A, 乙引风机静叶开度58%, 电流349 A, 引风机入口负压-2.0 k Pa。 14:55, 启动丙引风机, 其空载电流176A。 后在甲乙引风机自动调节未切除情况下, 逐渐增加丙引风机出力, 静叶开度在26%处电流出现跃升, 电流由196 A升至226 A, 炉压出现瞬间下降过程, 最低降至-350 Pa, 甲乙引风机电流自动下降, 待炉膛负压恢复正常后, 继续手动增加丙引风机出力, 15:10 在3台引风机出力平衡后, 投入丙引风机自动调节。

从3 台引风机并列操作整个过程来看, 炉压有短时变化过程, 但波动尚在允许范围内, 3 台引风机之间未出现相互抢风过程, 也未出现失速现象, 达到了预期效果。 另从后期操作经验来看, 3 台引风机并列操作最佳负荷在600~700 MW之间。

3.2 3×35%静调轴流引风机解列一台操作

2013 年1 月30 日1 号机组减负荷运行, 当负荷降至630 MW机组, 试验要求解列丙引风机 (见图4) , 维持2 台引风机运行。解列风机前参数:甲引风机电流238 A;乙引风机电流235 A;丙引风机电流237 A。 解列丙引风机后参数:甲引风机电流327 A;乙引风机电流236 A。 解列操作期间, 炉膛压力波动范围-200~+150 Pa之间, 未发生突变现象, 运行状况良好。

4 结束语

百万机组配置3×35%静调轴流风机具有较强的安全经济优势, 工程造价低, 操作也相对灵活, 单台引风机容量相当于600 MW机组配套引风机, 厂用6 k V母线即可满足风机启动降压要求, 国产选型也相对容易, 该方案为今后新建百万机组引风机选型提供了新的思路。

参考文献

轴流风机喘振原因及控制措施 篇7

关键词：轴流风机,喘振,控制措施

轴流式风机是一种低压大流量的风机,其优越性日益得到大家的认可,并且广泛应用于各个工业领域。因为轴流风机结构复杂,旋转的动部件较多,所以它的可靠性比离心式风机略差一些,主要体现在风机的喘振上。风机喘振时,气流强烈的周期性的来回流动,会导致噪声变大、叶片应力加大,对叶轮和轴承及其连接部件产生很大冲力,当这些力增大到一定程度,会使风机的转动与静止部件发生断裂,甚至摧毁整个风机,因此我们要避免风机在喘振区工作。

1 风机喘振的判断方法

风机进入喘振区时,噪声会迅速增大,甚至会产生爆音,风机轴承座和出口管道会强烈的振动,风机出口处的压力和流量的数据变动的幅度剧烈。因此只要留意噪声大小,振动幅度和仪表数据变动幅度就可判断是否发生喘振[1]。

2 喘振产生原因

风机入口流量突然变小和管网的阻力系数过大均有可能导致风机喘振的发生。造成风机喘振有两方面的原因:从内部来说,叶栅内出现强烈的突变性旋转失速;从外部条件来说,与管网容量和阻力特性有关。

由图1可知,正常工况下风机工作点在ABCD间移动,始终处于稳定状态。当流过风机的入口空气流量降到Qg时,这时风机所产生的最大压力将小于管路中压力,因管网容量大,这一瞬间管网中压力仍不变,管网压力大于风机产生的压力,气流开始倒流,由管网倒流人风机中,工作点由G点迅速移到E点,管网中流量减小,压力降低,工作点由E点迅速降到F点,使风机流量输出为零。由于风机在运转,又开始输出流量,为保持管网中压力平衡,工况点由F点跳到G点,只要外界所需的流量保持小于Qg,风机工作点在EFG间循环,造成流量和压力会不断地周期性地波动,来回流动的汽流撞击风机产生强烈振动和发出异常的噪声,这就是喘振[2]。

随着管网阻力增加,工作点会上移,当超过某点时,风机的输出流量和排气压力将出现紊乱,造成风机喘振,该点称为临界喘振点。在不同的静叶角度下,都存在这样一个临界喘振点,将所有喘振点连起来形成的曲线,称为喘振线。喘振线以上区域的称为“喘振区”。

图2是轴流风机的运行特性曲线和管网阻力曲线,工作点A为风机特性线与管网阻力曲线的交点,A即为喘振点。当管网阻力增加时,则阻力曲线变陡而左移,工作点也由A左移至B,这时风机流量减小,进入风机叶栅的气流冲角增大,使叶片背面气流脱流,发生旋转失速,流动工况大为恶化,风机出口压力明显下降。此时若管网容量较大,且反应不敏感,管网中的压力不会立即下降而维持在较高值,这使得管网中压力大于风机出口压力。压力高的气体有一种回冲趋势,使风机中气体流动恶化,当气流前进的动能不足以克服回冲趋势时,管网中的气流反过来向风机倒流。这种倒流结果使得叶栅前后压力差逐渐消失。此时气流又在叶片的推动下作正向流动,风机又恢复了正常工作,向管网输气。管网压力升高到一定值后,风机的正常排气又受到阻碍,流量又大大减小,风机又出现失速,出口压力又突然下降,继而又出现倒流。如此不断循环,于是出现了整个风机管网系统的周期性振荡现象,即形成风机“喘振现象”[3]。

3 轴流风机的防喘振措施

根据风机原理,一般情况下,风机喘振前会出现旋转失速。可以说,喘振是严重的旋转失速后导致的一种气流失稳状态。风机的旋转失速会引起风机转子的振动状态较大变化。因此,监测风机振动随工况的变化,就有可能确定旋转失速的出现。另外,实测时,随着风机的出口流量逐步减少,出口压力会随之增加,此时风机转子会逐渐向进气口方向移动。因此,监测风机的轴位移可得到预测喘振的重要信息。除此之外,由于风机喘振时风机入口喉管的温度会急骤升高,因此风机的入口喉管的温度信号也是风机状态的重要监测量。很多大型煤矿与炼油催化裂化车间,都通过监测轴振动和轴位移以及风机的入口喉管的温度来预测风机喘振边界[4]。例如,在炼油催化裂化车间,在主风机入口喉管和入口管处安装两个热电偶和两个监测器,也就是双重控制系统。如果只有一个开关发出高温差的信号,则只提供一个报警输出信号,必须两个系统确定了高温差状态,通常设定为18℃,才提供一声音报警信号,并产生一个全开防喘振阀的信号。一旦温差降到允许范围以内,监测器输出恢复至正常位置,防喘振阀重新回到原来的调节器控制位置上。这样喘振检测器就与喘振控制器组成了一个完整的防喘振系统[5]。

风机喘振需要具备以下两个条件之一:a风机入口流量减小,它导致入口处的气流角与叶片安装角差值太大,风机效率迅速下降,气流输出能力大大下降;b管道的影响,管网的阻力系数很大,管网的性能曲线就与通风机性能曲线在左下部相交,因而进入了喘振区。要想远离喘振区,就要求管网阻力小或管路比较短。

因此,我们可以从两方面来防止轴流风机喘振:(1)改善风机本身的性能。风机选型和设计时,应该使其性能位于高效区内,要避免工况范围接近喘振区。不要人为地随意增加选型系数,而使风机的实际流量远远高于设计流量,若采用大量节流,就很容易把风机调节到喘振区域工作。从风机的性能曲线分析可知,如果风机本身的性能曲线变化比较平坦,其稳定工作范围就变大,而出现喘振的机会就减小。要达到此目的,在风机设计时,常采用叶轮负荷系数小的叶轮,如闭式后弯叶轮;并注意级中各元件之问的协调;另外,还可以使最高效率点处在稳定工作范围内等。(2)扩大风机及管网系统的稳定性。可以分为两个方面:一是调节风机本身的性能曲线,如改变转速、进口导叶调节、叶片扩压器调节及轴流式风机动叶调节等。二是扩大系统的稳定性,即改变管网系统的特性。如在风机的出口,增设一个旁路的管网系统或在风机的排气管上增加阀门等。下面提出几种具体的风机防喘振的措施。

3.1 加装分流器

从风机发生失速的微观机理看,当流量减小到一定程度,即叶片进口气流冲角增大到一定程度时,叶片背面出现脱流,引起失速。失速区压力下降,气流的离心力使气流移向叶顶,叶顶处出现旋转失速区。在叶片旋转气流的作用下,叶顶处首先出现旋涡倒流在叶片前设置旋转分流器,使叶顶倒流气流进入分流器,避免干扰叶片的进气气流;同时经分流器整流,消除和降低了进入主气流的涡流,从而消除喘振或降低喘振的流量,提高喘振点压力。设置了分流器的轴流风机在特性上表现为喘振区变得很小,风机的安全区扩大了,但风机效率也降低3%~4%。该方法简单,效果显着且无需停机,不影响生产。

3.2 加装旁通管

当流量接近喘振区时,自动打开旁通管补充流量,使通风机的流量增加而远离喘振区。加设旁通管,不会改变风机的效率,只是会损失与旁通流量相应的那部分功率,这部分功率和总功耗相比可忽略不计。因此,设置旁通管的功率损失比设置分流器要小得多。

3.3 加设防喘振环

在主风筒加设防喘振环,这种导流片可使气流出现旋涡时产生非稳定气流,而沿导流片逆流回叶片,消除旋涡防止喘振。缺点是部分气流做了无用功,但是能使稳定区范围扩大,喘振区范围缩小。该方案在国外风机制造厂中广为应用,也是轴流风机防喘振的较优方案[6]。

3.4 改变风机的参数

常用的几种方法:(1)合理选择叶栅设计参数;(2)增加叶栅稠度;(3)减小叶片数;(4)降低转速;(5)减小叶片安装角。对于动叶可调轴流风机和确定的管路系统,改变叶片安装角,相当于改变了风机的性能曲线。风机的工作点会随之在阻力曲线上移动。当关小动叶时,工作点会沿着管路阻力曲线下降,直到工作点进入安全区。消除喘振的基本点在于使工作点进入安全区。一般风机的喘振区在性能曲线的左上角。若横、纵坐标分别是流量和全压,则增大流量和降低全压都有助于让工作点避开喘振区。

4 结束语

综上所述,当风机发生喘振时,其性能曲线上表现为工作点由安全区进人喘振区,因此,不管采用何种措施,最终目标是使工作点回到安全区。操作员应熟悉厂家提供的轴流风机的性能曲线和掌握风机喘振产生机理和故障特征,并根据风机运行时的参数来判断风机是否在稳定范围内工作[7]。当发现风机的运行点已接近脱流线时,应及时调整,使风机的运行点远离脱流线,避免其进一步发展为喘振,以保证机组的正常平稳运行。鉴于轴流风机喘振的发生不仅与风机本身特性有关,而且还与管网系统容量、阻力特性以及风道结构有关,比较复杂,有待继续研究探讨。

参考文献

[1]昌泽舟等.轴流式通风机实用技术.北京:机械工业出版社,2005.

[2]冀顺林.轴流风机喘振分析及运行处理[J].电站辅机,1997,2(6):20-22.

[3]周静,盛赛斌等.轴流风机喘振机理及预防措施[J].电力建设,2001,22(5):58-60.

[4]雷剑宇等.预测风机喘振边界的新方法[J].风机技术,2005,4:52-53.

[5]孙湘磊.主风机防喘振控制的设定[J].催化裂化,1998,17(9):27-32.

[6]冯成戈等.通风机喘振发生的原因和处理方法[J].风机技术,2004,3:58-59.

矿井轴流通风机的技术改造 篇8

关键词：铸铝合金动叶片,动叶可调,全封闭轴承箱,喘振报警

冀中能源邯矿集团云驾岭煤矿使用的主通风机为2K60—4NO、24轴流通风机, 由于使用时间长, 风叶、集风器、导叶等部件都已严重锈蚀, 又由于矿井提升能力由90万吨/年提高到150万吨/年, 井下增加一个采面、两个掘进面, 各头面用风量都不能满足要求, 这样必须对主通风机进行改造, 改造后的通风量必须能满足矿井的需求。

1 主要技术改造内容

为了不影响矿井生产, 必须一台风机运转, 另一台通风机进行改造, 由于原有风机的地脚螺栓都已锈蚀, 地脚螺栓不能重新用, 又由于两台通风机座在一个整体的基础上, 如果将旧基础拆除, 重新浇注新基础, 将影响矿井生产达一个月, 必须研究一种方案即不拆除基础又能将风机的地脚螺栓更换, 实现一台工作, 一台进行改造。

1.1 主机部分及基础螺栓的改造

如果将风机的设备全部拆除, 包括风机机壳、集风器、扩散器、传动轴、联轴节、电机将达到二十天, 经矿研究决定在原由基础上对电机、传动轴、风机机壳进行改造, 其它设备不拆除, 这样可以大大减少改造时间, 尽量减少单台通风机的运行时间;基础不拆除, 地脚螺栓不能用, 必须将螺栓拆除, 再浇注上新螺栓, 才能安装新通风机, 经研究利用钻机在原来基础的螺栓上打孔, 钻头直径为120mm, 将地脚螺栓掏出, 再预浇注新螺栓, 这样就不用拆除通风机基础, 只更换通风机的地脚螺栓, 矿井不用停产就可以更换风机。

1.2 电机部分的改造

原有旧电机功率为380kw, 改造后的电机功率为710kw, 旧电机基础螺栓孔间距小, 地脚螺栓不能用, 经测量研究, 利用原来电机的四条旧螺栓, 再在边上浇注两条新螺栓, 浇注的两条新螺栓的基础用钢筋和旧基础连接, 使它们成为一个整体, 再在上边做一个钢结构的基础, 将电机固定在钢结构的基础上。

1.3 新通风机

(1) 新通风机更换成GAF22.4-15-1轴流通风机, 采用机械式停车动叶可调机构, 并配置制动器, 当切断电机电源并降至一定转速后, 制动器可自动启动, 迅速制动转子旋转, 以缩短惰转时间。

(2) 风机轴承箱轴承稀油池侵入式润滑, 当轴承转速较高时, 外置油站强制循环, 轴承温度有8只电阻温度计监视;为减少气流在弯道中的气流损失, 并使气流均匀流入垂直扩压器, 在弯道内设有导流叶片和导流鼻;为了使风机的振动不传至进排气管道和维修时拆卸方便, 机壳与整流环、扩散器之间采用围带扰性连接。

(3) 机壳是风机的主要部件之一, 转子、油管路系统等重要部件均安装在机壳内, 机壳有内筒、外筒、后导叶及轴承箱支承环等组成, 机壳采用水平剖分结构, 上下半机壳在中分面法兰上用四个定位锥螺栓及螺栓联结, 此种结构便于安装和维修;机壳内外筒后导叶焊接连结, 其中一片是空心导叶通过它将轴承箱的进排油气管、温度计导线引出机壳外;为防止动叶与机壳内壁碰擦, 产生火花, 在机壳内壁动叶片相对位置设置了铜衬板。

(4) 风机转子是整台风机的心脏部件, 转子运转正常与否将直接影响到整台装置的可靠性;转子由带动叶片的叶轮、动叶机械式调节机构、整体式轴承箱和刚扰性联轴器等部件组成, 叶轮与主轴采用过盈带键配合, 装卸时用专用的液压装拆工具拆装, 为适应风机变工况运行和矿井反风要求, 叶轮壳内装有一套机械式调节机构, 该套机构包括调节杆、调节轴、铰链联轴器、蜗轮箱中心圆直齿轮、大锥齿轮、及轴承等, 当需要调节动叶角度时, 将调节杆放在调节轴上, 然后旋转, 使叶柄旋转调节直要求的动片角度;调节杆仅在停机后调节叶片时使用, 用完后必须从风机上拿下, 关闭调节视孔盖和调节操纵杆插入孔盖, 才能启动风机;动叶片采用高强度铸铝合金, 叶片的叶盘与叶柄法兰采用特制高强度螺钉连接, 并用螺钉套作为抗咬垫圈, 为确保叶柄转动灵活, 防止锈蚀咬死和灰尘进入堵塞, 在叶柄法兰与轮壳孔的装配部位采用含石墨的迷宫密封型铸铜轴衬和弹性密封圈, 叶柄轴衬与叶柄法兰滑动配合, 具有支持轴承的作用。

(5) 轴承箱为整体式全封闭结构, 轴承箱体固定在机壳内筒的支承环内, 与机壳下半支承环采用螺钉连接。转子由滚动轴承支承, 两只支承轴承和两只推力轴承将承受转子的径向负荷和风机的正反轴向负荷, 轴承箱内轴承润滑为带油站强制循环, 为了不使轴承箱的油池低于规定的最低油位, 在油位指示器上安装了浮子开关, 当浮子低到最低油位时, 其接触开关闭合, 向控制台发信号报警。

1.4 通风机的监控

为了防止风机进入喘振区运行, 在风机上安装有防喘振报警装置。该装置由装在叶轮动叶前的比特曼管和差压开关组成, 比特曼管用于感受强烈的脉冲压力, 差压开关将此压力转换成电信号输出, 并报警。

2 技术关键与创新点

(1) 风机调整采用机械式停车动叶可调机构, 在机壳外对风机的角度进行了调整。在机壳上开设了角度调节视孔和调节操纵杆插入孔, 调节视孔处配有刻度指示牌, 指示牌上的刻度值与叶轮毂上其中一动叶片的刻度指示值应一致。

(2) 为防止通风机动叶与机壳内壁碰擦, 产生火花, 在机壳内壁动叶片相对位置设置了铜衬板, 动叶片采用高强度铸铝合金, 保证了动叶片的强度及通风机的安全。叶片的叶盘与叶柄法兰采用特制高强度螺钉连接, 并用螺钉套作为抗咬垫圈。

(3) 联轴器采用刚挠性联轴器, 能补安装和运行引起的电机轴和风机轴的径向、轴向和角向偏移。安装找正方便, 该联轴器无须维护, 无须润滑, 无易损件, 使用安全可靠。

(4) 风机安装了防喘振报警装置, 防止了通风机在喘振区运行, 保证了风机运行的可靠性。

(5) 采用钻机取出旧螺栓的方法进行新旧螺栓的更换, 不用破坏基础, 为矿井能正常提升鉴定了坚实的基础。两台风机固定在一个基础上, 考虑到通风机风量的加大, 地基基础必须加大, 在风机两侧分别对基础加宽1.5m, 利用在旧基础上注钢筋的方法使新旧基础连成一体。

3 结语