關(guān)于一次風(fēng)機喘振分析

李強

摘 要：喘振是風(fēng)機固有的特性，具有較大危害。文章結(jié)合生產(chǎn)實踐，闡述喘振發(fā)生的原理，掌握喘振的主要影響因素，提出有效的防喘振控制措施，提高我廠一次風(fēng)機抗喘振能力和運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機；喘振；風(fēng)壓；風(fēng)量

一次風(fēng)機的特點在于體積較小、重量輕，并且反應(yīng)速度快，能夠調(diào)節(jié)的范圍也較寬，它是動態(tài)的可以適應(yīng)不同的情況進行自動調(diào)整的通風(fēng)機，近些年來，由于其獨特優(yōu)點被國內(nèi)許多的大型的火力發(fā)電廠青睞。不過，一次風(fēng)機也不是沒有缺點，由于軸流通風(fēng)機程現(xiàn)出駝峰性狀，性能呈現(xiàn)出曲線的特征，正是由于這樣的特性決定了一次風(fēng)機具有不穩(wěn)的特點，也存在一部分不太穩(wěn)定的區(qū)域，而當(dāng)風(fēng)機的工作重心不斷轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)至不穩(wěn)定區(qū)域的時候，就可能引發(fā)一系列預(yù)想不到的問題，比如風(fēng)機速度失去控制或者是喘振等現(xiàn)象。

1 一次風(fēng)機喘振現(xiàn)象及原理

喘振，出現(xiàn)的原因是多方面的，當(dāng)風(fēng)機出風(fēng)呈周期性變化并且出現(xiàn)倒流的現(xiàn)象時，風(fēng)機出現(xiàn)喘振的可能性更大，如果喘振比較嚴(yán)重，出現(xiàn)頻率比較高的話甚至有可能導(dǎo)致風(fēng)機的葉片出現(xiàn)疲勞損壞的情況。

風(fēng)機并不是在所有的情況下都會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，只有在圖1所示的情況下才會出現(xiàn)，也就是當(dāng)圖中的駝峰形Q-H性能曲線的風(fēng)機在曲線臨界點不穩(wěn)定區(qū)工作，風(fēng)機的能頭以及流量就會在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)變化，并且反反復(fù)復(fù)，另外，當(dāng)管路中的阻耗大于風(fēng)機在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的能頭，風(fēng)機中的流體就會倒轉(zhuǎn)方向，出現(xiàn)逆流的現(xiàn)象，并且有管路反向倒流進入風(fēng)機內(nèi)，不過這個時候風(fēng)機仍然還是保持運行的狀態(tài)，所以當(dāng)管路內(nèi)的壓力減小時，風(fēng)機又會出現(xiàn)重新開始向外輸出流量的現(xiàn)象，這時候只要臨界點的流量大于風(fēng)機外界需要的流量，這個過程就會不斷重復(fù)發(fā)生這時候就會產(chǎn)生喘振現(xiàn)象。

從上面對喘振原理的闡述中，我們可以知道一次風(fēng)機出現(xiàn)喘振大致需要以下的條件：風(fēng)機內(nèi)部的電流不斷減小且出現(xiàn)擺動比較頻繁的現(xiàn)象、出口風(fēng)壓下降擺動；風(fēng)機的聲音出現(xiàn)異常、振動比較大、風(fēng)機的噪聲比較大且出現(xiàn)不斷增大的現(xiàn)象、機殼的溫度出現(xiàn)持續(xù)升高的現(xiàn)象；燃燒出現(xiàn)不穩(wěn)定、爐膛負(fù)壓出現(xiàn)波動。

2 正常運行工況分析

某廠的兩臺一次風(fēng)機主要采取并列運行的方法，圖2主要為這兩臺風(fēng)機的動葉可調(diào)軸流風(fēng)機并列運行曲線圖。風(fēng)機喘振區(qū)在系統(tǒng)的失速線左上角，穩(wěn)定運行區(qū)則處于系統(tǒng)失速線右下角。當(dāng)兩臺一次風(fēng)機的動葉開口度與其性能完全保持一致且并列運行工作時。它們的工作點將會保持一致。但是，現(xiàn)實是，兩臺一次風(fēng)機在并列運行工作的狀態(tài)下，其性能狀態(tài)不可能出現(xiàn)完全一致的情況，動葉開度的大小情況也會出現(xiàn)不同。假設(shè)，在動葉開度相同的情況下A為出力較小的風(fēng)機，B為出力較大的風(fēng)機，P1為風(fēng)母管的正常壓力值，A1為出力較小的A風(fēng)機的重要工作點，B1為出力較大的風(fēng)機的工作點，P2為A一次風(fēng)機的工作點為A2，B一次風(fēng)機的工作點為B2時的風(fēng)母管的壓力值，且P2值大于P1值，不過由于A1、A2、B1、B2等工作點都處于動葉開度下失速線的右下角，所以就算兩臺風(fēng)機動葉角度大小不一樣或者兩者的通風(fēng)量存在比較大的差異性，兩臺風(fēng)機也能夠保持穩(wěn)定運行的狀態(tài)，不會發(fā)生喘振的現(xiàn)象。

3 一次風(fēng)機喘振原因理論分析及應(yīng)對措施

3.1 由于一次風(fēng)母管壓力（風(fēng)阻）的忽然增大所引起的一次風(fēng)機的喘振現(xiàn)象

3.1.1 圖例分析。如圖2所示，如果AB一次風(fēng)機的工作點主要在B1、A1點，但是如果這個時候母管壓力突然改變，從P1值加大到P2值，而此時風(fēng)機的動葉卻無法擺動，那么如果AB一次風(fēng)機的工作點發(fā)生變化，轉(zhuǎn)移至B3、A3，A一次風(fēng)機就會進入系統(tǒng)的喘振區(qū)。

3.1.2 實例。機組保持正常工作的狀態(tài)，磨煤機出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象；冷、熱風(fēng)的門的開度始終保持在一定值之上，磨煤機出現(xiàn)停止運行的情況，以上兩種情況下出現(xiàn)的一次風(fēng)機喘振現(xiàn)象。

3.1.3 應(yīng)對措施

磨煤機出現(xiàn)跳閘時，主要的應(yīng)急措施就是要調(diào)整一次風(fēng)機動葉開度，風(fēng)機動葉的開度根據(jù)系統(tǒng)運行的情況來設(shè)定，此種方法已經(jīng)得到成功驗證。

磨煤機如果是正常停運的情況，冷熱風(fēng)調(diào)節(jié)門的關(guān)閉必須要緩慢進行，盡量保持風(fēng)機出口的大小不變以及盡量使熱一次風(fēng)母管壓力保持穩(wěn)定，且其壓力值盡量在保持磨煤機在停運狀態(tài)所需要的值上，磨煤機停運時，必須要使得熱風(fēng)門處于全關(guān)的狀態(tài)，而冷風(fēng)調(diào)整門的開度<30%。

3.2 一次風(fēng)機始終保持定壓的狀態(tài)運行，并且隨著風(fēng)機負(fù)荷量的較小，其通風(fēng)量也在不斷減少，在這種定壓低通風(fēng)量的狀態(tài)下，引起的喘振現(xiàn)象。

3.2.1 圖例分析。如圖2，假定AB一次風(fēng)機的工作點主要處于B2、A2點，P2（維持母管的壓力）保持不變，然后不斷減少一次風(fēng)機的通風(fēng)量，AB一次風(fēng)機的工作點就會不斷變化，即開始由B2、A2向B3、A3點移動，這樣帶來的后果就是A一次風(fēng)機逐漸進入風(fēng)機的喘振區(qū)。

3.2.2 實例。機組保持正常運行的狀態(tài)，一次風(fēng)母管壓力保持不變，主要保持在8kPa定壓情況下，系統(tǒng)從4套制粉系統(tǒng)運行的狀態(tài)向著3套制粉系統(tǒng)轉(zhuǎn)變運行，引起2爐A一次風(fēng)機出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象。

3.2.3 應(yīng)對措施

首先必須要確保風(fēng)機的制粉系統(tǒng)正常運行，一次風(fēng)機保持在變壓的狀態(tài)下進行工作，如圖1，將一次風(fēng)母管壓力不斷改變，從P2跳至P1，而AB一次風(fēng)機的工作重心將由B3、A3轉(zhuǎn)變?yōu)锽1、A1、，這樣做的目的主要在于能夠使風(fēng)機的重心無法進入喘振區(qū)。

采取的措施主要是：擴大A一次風(fēng)機的偏置距離，使得B一次風(fēng)機的出力？芨A一次風(fēng)機的出力，即使A一次風(fēng)機的工作重心點與一次風(fēng)機的喘振區(qū)相遠(yuǎn)離，這樣一來就可以有效地防止風(fēng)機出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象。

隨時準(zhǔn)備一臺備用的磨煤機，并使其處于通風(fēng)的狀態(tài)，不斷增大一次風(fēng)機系統(tǒng)的總體通風(fēng)量，使得一次風(fēng)機的最小通風(fēng)量保持在一定的數(shù)值之上，這也是一次風(fēng)機與喘振區(qū)相遠(yuǎn)離的重要手段，同時也可以有效地防止喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3 一次風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)阻持續(xù)加大，且風(fēng)機的通風(fēng)量不變，一次風(fēng)母管壓力出現(xiàn)不規(guī)律上升的現(xiàn)象，最終引起喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)

3.3.1 圖例分析。如圖2，風(fēng)機系統(tǒng)的總體的通風(fēng)量Q保持不變，而風(fēng)阻出現(xiàn)持續(xù)上升的現(xiàn)，象，AB一次風(fēng)機的工作重心出現(xiàn)持續(xù)上移的現(xiàn)象，并且在最后進入到風(fēng)機的喘振區(qū)。

3.3.2 實例。由于空預(yù)器被堵塞過渡所引發(fā)的喘振現(xiàn)象。

3.3.3 主要的解決措施

定期安排相關(guān)人員對空預(yù)器進行吹灰工作，減少空預(yù)器中滯留的灰塵，以減少因為灰塵給風(fēng)道帶來的阻力。

4 某廠2A一次風(fēng)機出現(xiàn)喘振現(xiàn)象的原因分析及主要的解決措施探討

4.1 某廠2A一次風(fēng)機曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次喘振的現(xiàn)象，第一次發(fā)生在2012年5月1日13：15左右，第二次則發(fā)生在5月2日12：12左右，發(fā)生第一次喘振風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)主要如下：

4.1.1 第一次喘振：#2機組的負(fù)荷在320MW左右，主要的制粉系統(tǒng)（ADF系統(tǒng)）正常運行，一次風(fēng)主要在8kpa的情況下定壓運行，喘振前沒有出現(xiàn)人為或者是自動性的重大操作，比如跳磨或者是停磨等；磨煤機的相關(guān)參數(shù)如表1

4.1.2 第二次喘振：#2機組負(fù)荷在300MW左右，主要的制粉系統(tǒng)（ACD系統(tǒng)）正常運行，一次風(fēng)定壓運行，主要的定壓為8kpa，喘振前沒有人為或者是系統(tǒng)自動的操作行為，比如出現(xiàn)跳磨或者是停磨等情況。磨煤機的相關(guān)參數(shù)如表3。

4.2 根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)

4.2.1 在相同的狀態(tài)下，2B一次風(fēng)機的出力？芏2A一次風(fēng)機出力。

4.2.2 動葉的開口度在50%左右、出口風(fēng)量<280km3h、風(fēng)壓？芏8kpa的情況下，2A一次風(fēng)機在這個時候即會進入喘振區(qū)。

5 結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)對一次風(fēng)機出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象的措施主要有以下三點：

5.1 使一次風(fēng)機在變壓狀態(tài)下運行，出現(xiàn)低負(fù)荷時，一次風(fēng)母管壓力應(yīng)該適當(dāng)進行調(diào)整。

5.2 適當(dāng)增加A一次風(fēng)機的偏置，最好能夠使2B一次風(fēng)機出力？芨2A一次風(fēng)機。

5.3 適當(dāng)把總通風(fēng)量提高，使2A一次風(fēng)機出口風(fēng)量能夠達到或者是大于280km3h。

參考文獻

[1]600MW超臨界壓力燃煤發(fā)電機組集控運行規(guī)程[S].廣東紅海灣發(fā)電有限公司，2013.

[2]600MW超臨界壓力燃煤發(fā)電機組輔機運行規(guī)程[S].廣東紅海灣發(fā)電有限公司，2013.

[3]何川，郭立君.泵與風(fēng)機[M].中國電力出版社.

[4]鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)[M].中國電力出版社.