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风机喘振原因分析与治理
发布时间：2013-11-02 15:16 来源：未知
风机是发电厂锅炉的重要辅助设备，它运行的好坏直接影响机组的安全、经济运行，其中轴流风机喘振是常见的导致设备跳闸、损坏甚至机组停运的现象之一。本文介绍三河发电有限责任公司（下称三河电厂）轴流风机的喘振原因及治理方案。
1、设备简介
三河电厂一期装有2台350 MW亚临界控制循环燃煤汽包锅炉，一次中间再热、单炉膛、双切圆燃烧、半露天布置。采用4台双进双出钢球磨煤机，正压直吹式制粉系统，设计燃用山西晋北煤，现实际燃用煤种为神华混烧煤。通风方式为平衡通风，2台双速双吸离心式引风机、2台动叶可调轴流式送风机、2台双级动叶可调轴流式一次风机。空气预热器为英国毫顿华公司生产，型号为T9VNT1750，三分仓回转式空气预热器。锅炉送风机出口，三分仓回转式空预器二次风入口安装暖风器，以防空预器发生低温腐蚀。2台引风机为豪顿华生产的双速离心式风机，型号为29286300。2台送风机为豪顿华生产的动叶可调轴流式风机，型号为ANN-2250/1250，在ECR工况下，流量为120.5m3/S，人口压力为144 Pa，出口压力为2013 Pa，SET TEST工况出口压力为3 360 Pa，BMCR况为2 239 Pa。2台一次风机为豪顿华生产的动叶可调双级轴流式风机，型号为ANN-1568/1250，转速为1490 r/min，出口压力ECR工况为7 076 Pa，SET TEST工况为11 082 Pa。送、一次风机均设有喘振保护（定值为动叶角度大于20。或动叶差压大于500 Pa，并延时120 s风机跳闸）。
2、存在问题
三河电厂1、2号机组从2000年投产以来，机组共发生送风机喘振16次。其中3台次为风机人口滤网结冰堵塞造成。2台炉4台送风机共发生5台次喘振，且每台均被涉及。每次送风机喘振，均需快速降负荷，且处理中控制室与就地所需人员较多，处理比较复杂，机组风险很大。2004年7月16日就由于送风机喘振，引发协调系统RUNDOWN动作，运行人员未能及时处理导致机组跳闸。另外，由于风机喘振的可能性增大，使运行中炉膛风箱、炉膛差压及锅炉氧量均控制较低，已降低风机压头，减小风机喘振风险。因此，造成了锅炉切圆燃烧变差，结焦风险增大，也使燃烧调整手段大为缺乏。而为降低暖风器阻力频繁进行的暖风器水冲洗，对机组和人身均造成了很大的风险。同时，由于风机喘振，造成了风机叶片和叶片轴承的损坏严重影响了风机的使用寿命和运行可靠性。
3、原因分析
3.1喘振机理
通过图1的风机性能曲线，可以看出，轴流风机压头为一带有驼峰的曲线，随着管路阻力的增加，管路阻力特性曲线逐渐变陡，最终当变为管阻曲线2所处状态时，即风机工作点由Pi变到p2时。P2右侧的工作点为稳定点，左侧为不稳定点，即风机喘振区。
经分析性能曲线和查阅设计资料，送风机压头设计裕度为50%，完全能够满足使用要求。且威海试验厂试验报告显示风机性能完全符合设计要求，且检修中检查风机叶片无磨损出力降低现象。因此，风机喘振应为管路阻力增加所致。
3.2管路阻力升高的原因
(1)对送风机入口风道滤网及消音器进行了检查，看是否有堵塞现象，从而改变风机特性。经过检查除3台次为入口滤网结冰造成风机喘振以外，未发现入口滤网及消音器堵塞。
(2)利用低谷将送风机停止运行，对送风机的出口关断挡板和调节挡板进行了检查，没有发现有脱落现象。同时，对风道内的杂物和积灰情况进行了检查，没有发现异常。
(3)利用低谷将送风机停止运行，对送风机的动叶开度与调节器的开度是否相匹配和偏差进行了检查，结果正常（即动叶O。～50。对应调节器开度0%～100%）。
(4)对2台送风机的控制系统进行了比较，看在负荷变化时调节是否有偏差，造成相互排挤，而引起送风机特性的变化。经过多次观察和曲线追忆发现影响很小。
(5)利用停机机会，对空气预热器和暖风器进行了检查。发现空气预热器热端积灰板结严重，而暖风器由于柳絮等杂物沉积造成堵灰非常严重。
因此，管路阻力升高主要是因为暖风器和空预器堵塞造成。
4、送风机喘振的治理方案
为防止送风机发生喘振，采取了以下措施：
(1)暖风器更换前在风机滤网外加装较大的细网外罩，在柳絮飞扬时及时进行清理。同时监视送风机动叶开度，以便及时对暖风器进行半侧隔绝水冲洗。
(2)遇有雾霜天气，对风机入口滤网加强巡视，结霜时及时清理。
(3)对暖风器进行改造。原暖风器管节距（两排管中心距）小，肋片密集（间距约2. 82 mm），容易造成堵塞。加工新型暖风器更换原暖风器，由原来的两层变为三层，同时增大管节距和肋片间距，维持送风加热能力不变。另外，增大肋片强度，防止外力倾倒增大风阻。
(4)利用检修机会对空预器换热元件吊出进行高压水冲洗，彻底消除积灰板结。
(5)由于风机流量在机组安装调试时未进行风量标定，因此风量指示很可能偏大，不利于确认风机运行工况点，因此应对风机流量进行校核测量。
(6)在暖风器和风机出口加装压力表，以确定风机的工作点。
(7)空预器由于只设置冷端一台蒸汽吹灰器，对积灰的清除能力较低，易使积灰在热端堵塞、板结，同时对冷端的吹损非常严重，考虑将蒸汽吹灰器改造为激波吹灰器。
5、喘振治理效果
(1)送风机入口加装细网大罩和暖风器半面隔绝清洗缓解了送风机的喘振，但清理工作量大，且对人员和设备有安全风险，同时仍有暖风器差压升高现象，无法完全杜绝风机喘振的发生。
(2)由于雾霜天气极少，因此该情况下可通过清理入口滤网避免因此而发生的喘振。
(3)利用检修机会分别对2台机组的暖风器进行了改造，新加工的暖风器由于结构变化，有效防止了暖风器的堵塞，暖风器差压由原来的最高约1 kPa下降到0.15 kPa，达到并优于设计阻力要求。同时冬季实际试验表明能够保证二次风加热的能力。
(4)对空预器三层换热元件同时采用高压水冲洗，检修后差压没有任何变化。后采用将高温换热元件抽出逐一进行长时间高压水冲洗，同时对中温段和冷端换热元件进行水冲洗。检修后利用差压计测量，满负荷下空预器二次风侧差压由原来的1.55 kPa下降到L 2 kPa，阻力降低0.3 kPa。
(5)对送、一次风机风量进行标定试验，试验结果表明送、一次风机风量实际值分别为CRT显示值的80%和55%，风量偏差很大。
(6)在暖风器出人口和送、一次风机的出口分别加装了风压表，以便对暖风器的差压和风机出口压头随时进行监控。
(7)空预器激波吹灰器改造项目已通过可行性研究，准备下一步进行改造，相信对保持空预器差压会起到良好的效果。
通过表1可看出，2000年6月暖风器堵塞情况下，风机满负荷时工作点已十分接近喘振区。经过上述风机喘振治理后，2006年8月份风机满负荷时工作点远离喘振区。
7、结论
可以看出，三河电厂风机喘振治理是成功的，效果非常明显，有力地保证了机组的安全、可靠运行。
