分析锅炉引风机失速、喘振异常的原因及解决办法

韩叶廷

（阳城国际发电有限责任公司，山西 晋城 048102）

某电厂工程所采用锅炉为2×300MW机组，锅炉采用四角切圆燃烧方式和中间储仓式制粉系统，同时所配用的引风机为可调轴流式通风机，其中部分参数如下：风机型号（TB工况：G158/280，BMCR工况：G158/180），流量（TB工况：277.72，BMCR工况：252.47），全压：4910，叶片数16，额定转速：735。

1 锅炉引风机失速、喘振异常现象及发生机理

首先引风机失速即叶片叶弦的夹角和气流方向被称为冲角，会使进入风机叶栅的气流冲角随着开得过大的风机动叶而增大，一旦冲角超过临界值，叶片背面尾端立即会出现涡流区，冲角超过临界值越多则表示失速越严重，同时会加大流体阻力，进而堵塞流道，降低风机风压后引发喘振。

其次轴流风机运行中喘振是最特殊的现象，风机风量与出口压力不对应是造成风机喘振的原因。喘振指风机在运行于不稳定区域内并引起电流、风量和压力的大幅度脉动及管道和风机剧烈震动的现象。高压头，大容量风机发生喘振的危害很大，会直接损坏设备和轴承，锅炉的安全运行也会受风机事故的直接影响，总而言之，失速是发生喘振的基本因素，然而失速却不一定会是喘振，它只是单纯地失速恶化表现。

表1 引风机设计参数

2 锅炉引风机失速、喘振异常的原因

2.1 风机失速原因

如果风机长时间运行于失速区，必然会损坏叶轮的机械部件或造成叶片断裂，因此则有相关风机制制造厂规定，如果风机运行于失速区域内超过15h则需立即更换叶片。但对于机组来说，风机失速会造成设备出现跳闸现象，同时会减少机组负荷及迫使单侧通风组停止运行。本文所研究引风机的参数见表1。

从表1中可得知，喘振前机组负荷为600MV，引风机动叶开度在93%左右，引风机喘振时的进口压力、马达电流和进口烟气流量呈大幅度周期性脉动，同时炉膛负压的波动也较大。引风机出现喘振时的参数见表2：首先发生喘振的B侧引风机，马达电流也下降到215A，之后A侧引风机也开始出现喘振，还产生抢风现象，导致进口烟气流量、进口压力、马达电流的波动变化较大。恰好引风机附近有运行人员巡检，当场听到周期性和剧烈的噪音与振动。

2.2 引风机喘振原因

空预器的烟气测压差过大增加引风机进口管路阻力，最终出现管路特性曲线中所显示的变陡现象。对此引风机需不断增加出力使炉膛负压维持到相应的范围，引风机电流会随着动叶不断地开大而增加，进而导致引风机进入不稳定工况区域，造成引风机失速，失速恶化则会发生喘振并发展为和另一台引风机抢风情况，最终导致两台引风机进口烟气流量、马达电流、进口压力出现大幅度交替脉动，使机组和设备的安全运行受到严重威胁。

2.3 引风机失速与喘振的联系和区别

轴流式风机的基本属性即失速，每个引风机上的叶轮可以都会出现不稳定的失速现象，但这种失速现象是肉眼看不到的，处于隐性之中。肉眼无法看到的，因此只能采用高频测试器和高灵敏度仪器对其探测。但喘振和它不同的一点就在于是显行的。风机的流量、压力、功率等脉动会在发生喘振时伴随着噪声有剧烈明显的晃动，但需指出的一点是，喘振只会出现在一定的条件内，如同等风机安装在不同系统就会出现喘振和不喘振现象。此外，叶片结构特性也是造成风机失速的因素之一，从开始到结束其基本规律都一直存在，其运行不会受系统容积形状的影响。风机与系统耦合的振荡特性是喘振的表现形式，风道容积在一定程度会限制其频率和振幅，在发生失速时尽管叶轮附近的工况会出现波动，然而整台风机的流量、压力和功率基本不会受失速影响，依旧保持稳定运行。但需指出的的是，整台风机的压力、流量和功率在发生喘振时会遭到大幅度脉动，导致正常运行无法维持。此外，失速是降低压力的关键因素，它只存在于顶峰以左的区域段，喘振只发生于风机特性曲线的坡度区域段，二者有着紧密联系，因而喘振发生和失速的存在息息相关。

表2 引风机喘振参数波动列表

3 锅炉引风机失速、喘振异常解决办法

3.1 合理选择引风机型号和型式

风机选型的合理确定是保证其经济安全运行的前提，其设计参数更要严格把握，如果参数过大，会导致风机不能运行在高效区域内，使风机运行效果受到影响，同时会导致风机进出口管道产生强烈振动，进而威胁机组的安全运行，但参数过小同样会造成引风机和实际机组满发的需求不符，是目前我国电站风机选型参数主要根据锅炉最大蒸发量所需风（烟）量计算阻力，同时再加上一定的富裕量，因此设计裕量是合理确定引风机型号的关键参考标准。需指出的是，风机选型需有以下参数：BMCR工况、锅炉点火启动工况、50%BMCR工况、选型工况（TB）等，在选型过程中首先根据TB工况参数选取风机型式和型号大小，之后在所选择的风机性能特性曲线图上画出系统阻力特性，以此观察所要选的风机是否和安全稳定运行的需求相符。

3.2 采用先进的调节方式和编制具体的风机规程

风机调节最适用的方法即变转速调节，之后选用不同性能的风机，如进风箱进口百叶窗式挡板调节的离心式风机、静叶调节轴流式风机、入口导叶调节离心风机、动叶调节轴流式风机等。有时风机中的叶片角度会在运行中因为系统计算误差、调节机构动作不当或系统积灰阻塞等原因导致风机进入失速区域，或另一台风机并入时受操作不当影响，导致第二台风机失速线的最低点要低于第一台风机运行压力，由此造成第二台风机出现喘振，甚至有时还会造成母管压力失衡。因此电厂应在风机投入运行前根据制造厂提供的资料和系统具体条件详细编制风机运行规程，最后把所制定的规程作为该类设备运检的参考标准。

3.3 防止引风机喘振的具体办法

针对锅炉引风机发生喘振原因并结合日常运行维护中常出现的问题，可从以下解决方法着手：首先在运行中加强监视空预器烟气侧差压，一旦差压异常升高时则及时增加吹灰次数，防止空预器堵灰。其次要保证锅炉启动和停止中及时通过刁姐燃油流量防止低负荷，避免油枪出力过大而造成不充分燃烧现象，导致烟气中的油（水）气凝结造成空预器换热元件锈蚀发生堵灰。第三改造不合理管道布置和低效率运行风机；目前，我国大型电厂使用的高校电站风机受多种原因限制，导致电厂内堆积不少低效率运行风机，那么对此类风机进行改造对提高运行效率起着重要的促进作用，同时也是我国电站风机节能的关键途径。第四运行中尽可能的控制引风机的动叶开度不超过85%，一旦超过这个范围值需需通过降低机组负荷或锅炉氧量对动叶进行控制。

结语

总而言之，锅炉引风机失速和喘振原因和烟气侧差压过高和空预器堵塞有着紧密的联系，尤其烟气侧差压过高会导致引风机进入不稳定工作程序进行工作，也和风机的选型不合理有关，引风机在较为陡峭的工况中运行。对此，需采用化学药物及高压水冲洗孔预器，及时更换部分损坏严重的换热箱，加强监视空预器测压差，选择合适的引风机，确保风机在失速裕度足够且稳定区域内运行。

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