關于一次風機喘振分析

李強

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

關鍵詞：一次風機；喘振；風壓；風量

一次風機的特點在于體積較小、重量輕，并且反應速度快，能夠調節的范圍也較寬，它是動態的可以適應不同的情況進行自動調整的通風機，近些年來，由于其獨特優點被國內許多的大型的火力發電廠青睞。不過，一次風機也不是沒有缺點，由于軸流通風機程現出駝峰性狀，性能呈現出曲線的特征，正是由于這樣的特性決定了一次風機具有不穩的特點，也存在一部分不太穩定的區域，而當風機的工作重心不斷轉移，轉至不穩定區域的時候，就可能引發一系列預想不到的問題，比如風機速度失去控制或者是喘振等現象。

1 一次風機喘振現象及原理

喘振，出現的原因是多方面的，當風機出風呈周期性變化并且出現倒流的現象時，風機出現喘振的可能性更大，如果喘振比較嚴重，出現頻率比較高的話甚至有可能導致風機的葉片出現疲勞損壞的情況。

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

從上面對喘振原理的闡述中，我們可以知道一次風機出現喘振大致需要以下的條件：風機內部的電流不斷減小且出現擺動比較頻繁的現象、出口風壓下降擺動；風機的聲音出現異常、振動比較大、風機的噪聲比較大且出現不斷增大的現象、機殼的溫度出現持續升高的現象；燃燒出現不穩定、爐膛負壓出現波動。

2 正常運行工況分析

某廠的兩臺一次風機主要采取并列運行的方法，圖2主要為這兩臺風機的動葉可調軸流風機并列運行曲線圖。風機喘振區在系統的失速線左上角，穩定運行區則處于系統失速線右下角。當兩臺一次風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，現實是，兩臺一次風機在并列運行工作的狀態下，其性能狀態不可能出現完全一致的情況，動葉開度的大小情況也會出現不同。假設，在動葉開度相同的情況下A為出力較小的風機，B為出力較大的風機，P1為風母管的正常壓力值，A1為出力較小的A風機的重要工作點，B1為出力較大的風機的工作點，P2為A一次風機的工作點為A2，B一次風機的工作點為B2時的風母管的壓力值，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，所以就算兩臺風機動葉角度大小不一樣或者兩者的通風量存在比較大的差異性，兩臺風機也能夠保持穩定運行的狀態，不會發生喘振的現象。

3 一次風機喘振原因理論分析及應對措施

3.1 由于一次風母管壓力（風阻）的忽然增大所引起的一次風機的喘振現象

3.1.1 圖例分析。如圖2所示，如果AB一次風機的工作點主要在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，而此時風機的動葉卻無法擺動，那么如果AB一次風機的工作點發生變化，轉移至B3、A3，A一次風機就會進入系統的喘振區。

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

3.1.3 應對措施

磨煤機出現跳閘時，主要的應急措施就是要調整一次風機動葉開度，風機動葉的開度根據系統運行的情況來設定，此種方法已經得到成功驗證。

磨煤機如果是正常停運的情況，冷熱風調節門的關閉必須要緩慢進行，盡量保持風機出口的大小不變以及盡量使熱一次風母管壓力保持穩定，且其壓力值盡量在保持磨煤機在停運狀態所需要的值上，磨煤機停運時，必須要使得熱風門處于全關的狀態，而冷風調整門的開度<30%。

3.2 一次風機始終保持定壓的狀態運行，并且隨著風機負荷量的較小，其通風量也在不斷減少，在這種定壓低通風量的狀態下，引起的喘振現象。

3.2.1 圖例分析。如圖2，假定AB一次風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機的通風量，AB一次風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一次風機逐漸進入風機的喘振區。

3.2.2 實例。機組保持正常運行的狀態，一次風母管壓力保持不變，主要保持在8kPa定壓情況下，系統從4套制粉系統運行的狀態向著3套制粉系統轉變運行，引起2爐A一次風機出現喘振的現象。

3.2.3 應對措施

首先必須要確保風機的制粉系統正常運行，一次風機保持在變壓的狀態下進行工作，如圖1，將一次風母管壓力不斷改變，從P2跳至P1，而AB一次風機的工作重心將由B3、A3轉變為B1、A1、，這樣做的目的主要在于能夠使風機的重心無法進入喘振區。

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

隨時準備一臺備用的磨煤機，并使其處于通風的狀態，不斷增大一次風機系統的總體通風量，使得一次風機的最小通風量保持在一定的數值之上，這也是一次風機與喘振區相遠離的重要手段，同時也可以有效地防止喘振現象的出現。

3.3 一次風系統的風阻持續加大，且風機的通風量不變，一次風母管壓力出現不規律上升的現象，最終引起喘振現象的出現

3.3.1 圖例分析。如圖2，風機系統的總體的通風量Q保持不變，而風阻出現持續上升的現，象，AB一次風機的工作重心出現持續上移的現象，并且在最后進入到風機的喘振區。

3.3.2 實例。由于空預器被堵塞過渡所引發的喘振現象。

3.3.3 主要的解決措施

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

4 某廠2A一次風機出現喘振現象的原因分析及主要的解決措施探討

4.1 某廠2A一次風機曾經出現過兩次喘振的現象，第一次發生在2012年5月1日13：15左右，第二次則發生在5月2日12：12左右，發生第一次喘振風系統的相關參數主要如下：

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

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

4.2 根據上面表格中的數據，不難發現

4.2.1 在相同的狀態下，2B一次風機的出力？芏2A一次風機出力。

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

5 結束語

綜上所述，應對一次風機出現喘振的現象的措施主要有以下三點：

5.1 使一次風機在變壓狀態下運行，出現低負荷時，一次風母管壓力應該適當進行調整。

5.2 適當增加A一次風機的偏置，最好能夠使2B一次風機出力？芨2A一次風機。

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

參考文獻

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

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

[3]何川，郭立君.泵與風機[M].中國電力出版社.

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