摘 要:喘振是风机固有的特性,具有较大危害。文章结合生产实践,阐述喘振发生的原理,掌握喘振的主要影响因素,提出有效的防喘振控制措施,提高我厂一次风机抗喘振能力和运行的可靠性。
关键词:一次风机;喘振;风压;风量
一次风机的特点在于体积较小、重量轻,并且反应速度快,能够调节的范围也较宽,它是动态的可以适应不同的情况进行自动调整的通风机,近些年来,由于其独特优点被国内许多的大型的火力发电厂青睐。不过,一次风机也不是没有缺点,由于轴流通风机程现出驼峰性状,性能呈现出曲线的特征,正是由于这样的特性决定了一次风机具有不稳的特点,也存在一部分不太稳定的区域,而当风机的工作重心不断转移,转至不稳定区域的时候,就可能引发一系列预想不到的问题,比如风机速度失去控制或者是喘振等现象。
1 一次风机喘振现象及原理
喘振,出现的原因是多方面的,当风机出风呈周期性变化并且出现倒流的现象时,风机出现喘振的可能性更大,如果喘振比较严重,出现频率比较高的话甚至有可能导致风机的叶片出现疲劳损坏的情况。
风机并不是在所有的情况下都会出现喘振现象,只有在图1所示的情况下才会出现,也就是当图中的驼峰形Q-H性能曲线的风机在曲线临界点不稳定区工作,风机的能头以及流量就会在很短的时间内出现变化,并且反反复复,另外,当管路中的阻耗大于风机在转动时产生的能头,风机中的流体就会倒转方向,出现逆流的现象,并且有管路反向倒流进入风机内,不过这个时候风机仍然还是保持运行的状态,所以当管路内的压力减小时,风机又会出现重新开始向外输出流量的现象,这时候只要临界点的流量大于风机外界需要的流量,这个过程就会不断重复发生这时候就会产生喘振现象。
从上面对喘振原理的阐述中,我们可以知道一次风机出现喘振大致需要以下的条件:风机内部的电流不断减小且出现摆动比较频繁的现象、出口风压下降摆动;风机的声音出现异常、振动比较大、风机的噪声比较大且出现不断增大的现象、机壳的温度出现持续升高的现象;燃烧出现不稳定、炉膛负压出现波动。
2 正常运行工况分析
某厂的两台一次风机主要采取并列运行的方法,图2主要为这两台风机的动叶可调轴流风机并列运行曲线图。风机喘振区在系统的失速线左上角,稳定运行区则处于系统失速线右下角。当两台一次风机的动叶开口度与其性能完全保持一致且并列运行工作时。它们的工作点将会保持一致。但是,现实是,两台一次风机在并列运行工作的状态下,其性能状态不可能出现完全一致的情况,动叶开度的大小情况也会出现不同。假设,在动叶开度相同的情况下A为出力较小的风机,B为出力较大的风机,P1为风母管的正常压力值,A1为出力较小的A风机的重要工作点,B1为出力较大的风机的工作点,P2为A一次风机的工作点为A2,B一次风机的工作点为B2时的风母管的压力值,且P2值大于P1值,不过由于A1、A2、B1、B2等工作点都处于动叶开度下失速线的右下角,所以就算两台风机动叶角度大小不一样或者两者的通风量存在比较大的差异性,两台风机也能够保持稳定运行的状态,不会发生喘振的现象。
3 一次风机喘振原因理论分析及应对措施
3.1 由于一次风母管压力(风阻)的忽然增大所引起的一次风机的喘振现象
3.1.1 图例分析。如图2所示,如果AB一次风机的工作点主要在B1、A1点,但是如果这个时候母管压力突然改变,从P1值加大到P2值,而此时风机的动叶却无法摆动,那么如果AB一次风机的工作点发生变化,转移至B3、A3,A一次风机就会进入系统的喘振区。
3.1.2 实例。机组保持正常工作的状态,磨煤机出现跳闸的现象;冷、热风的门的开度始终保持在一定值之上,磨煤机出现停止运行的情况,以上两种情况下出现的一次风机喘振现象。
3.1.3 应对措施
磨煤机出现跳闸时,主要的应急措施就是要调整一次风机动叶开度,风机动叶的开度根据系统运行的情况来设定,此种方法已经得到成功验证。
磨煤机如果是正常停运的情况,冷热风调节门的关闭必须要缓慢进行,尽量保持风机出口的大小不变以及尽量使热一次风母管压力保持稳定,且其压力值尽量在保持磨煤机在停运状态所需要的值上,磨煤机停运时,必须要使得热风门处于全关的状态,而冷风调整门的开度<30%。
3.2 一次风机始终保持定压的状态运行,并且随着风机负荷量的较小,其通风量也在不断减少,在这种定压低通风量的状态下,引起的喘振现象。
3.2.1 图例分析。如图2,假定AB一次风机的工作点主要处于B2、A2点,P2(维持母管的压力)保持不变,然后不断减少一次风机的通风量,AB一次风机的工作点就会不断变化,即开始由B2、A2向B3、A3点移动,这样带来的后果就是A一次风机逐渐进入风机的喘振区。
3.2.2 实例。机组保持正常运行的状态,一次风母管压力保持不变,主要保持在8kPa定压情况下,系统从4套制粉系统运行的状态向着3套制粉系统转变运行,引起2炉A一次风机出现喘振的现象。
3.2.3 应对措施
首先必须要确保风机的制粉系统正常运行,一次风机保持在变压的状态下进行工作,如图1,将一次风母管压力不断改变,从P2跳至P1,而AB一次风机的工作重心将由B3、A3转变为B1、A1、,这样做的目的主要在于能够使风机的重心无法进入喘振区。
采取的措施主要是:扩大A一次风机的偏置距离,使得B一次风机的出力?芨A一次风机的出力,即使A一次风机的工作重心点与一次风机的喘振区相远离,这样一来就可以有效地防止风机出现喘振的现象。
随时准备一台备用的磨煤机,并使其处于通风的状态,不断增大一次风机系统的总体通风量,使得一次风机的最小通风量保持在一定的数值之上,这也是一次风机与喘振区相远离的重要手段,同时也可以有效地防止喘振现象的出现。
3.3 一次风系统的风阻持续加大,且风机的通风量不变,一次风母管压力出现不规律上升的现象,最终引起喘振现象的出现
3.3.1 图例分析。如图2,风机系统的总体的通风量Q保持不变,而风阻出现持续上升的现,象,AB一次风机的工作重心出现持续上移的现象,并且在最后进入到风机的喘振区。
3.3.2 实例。由于空预器被堵塞过渡所引发的喘振现象。
3.3.3 主要的解决措施
定期安排相关人员对空预器进行吹灰工作,减少空预器中滞留的灰尘,以减少因为灰尘给风道带来的阻力。
4 某厂2A一次风机出现喘振现象的原因分析及主要的解决措施探讨
4.1 某厂2A一次风机曾经出现过两次喘振的现象,第一次发生在2012年5月1日13:15左右,第二次则发生在5月2日12:12左右,发生第一次喘振风系统的相关参数主要如下:
4.1.1 第一次喘振:#2机组的负荷在320MW左右,主要的制粉系统(ADF系统)正常运行,一次风主要在8kpa的情况下定压运行,喘振前没有出现人为或者是自动性的重大操作,比如跳磨或者是停磨等;磨煤机的相关参数如表1
4.1.2 第二次喘振:#2机组负荷在300MW左右,主要的制粉系统(ACD系统)正常运行,一次风定压运行,主要的定压为8kpa,喘振前没有人为或者是系统自动的操作行为,比如出现跳磨或者是停磨等情况。磨煤机的相关参数如表3。
4.2 根据上面表格中的数据,不难发现
4.2.1 在相同的状态下,2B一次风机的出力?芏2A一次风机出力。
4.2.2 动叶的开口度在50%左右、出口风量<280km3h、风压?芏8kpa的情况下,2A一次风机在这个时候即会进入喘振区。
5 结束语
综上所述,应对一次风机出现喘振的现象的措施主要有以下三点:
5.1 使一次风机在变压状态下运行,出现低负荷时,一次风母管压力应该适当进行调整。
5.2 适当增加A一次风机的偏置,最好能够使2B一次风机出力?芨2A一次风机。
5.3 适当把总通风量提高,使2A一次风机出口风量能够达到或者是大于280km3h。
参考文献
[1]600MW超临界压力燃煤发电机组集控运行规程[S].广东红海湾发电有限公司,2013.
[2]600MW超临界压力燃煤发电机组辅机运行规程[S].广东红海湾发电有限公司,2013.
[3]何川,郭立君.泵与风机[M].中国电力出版社.
[4]锅炉设备及其系统[M].中国电力出版社.