液压动叶可调式轴流风机防喘振技术研究
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动叶调节轴流式引风机失速喘振的预防措施及逻辑优化现阶段火力发电机组设备的可靠性及自动化水平已经大幅提高。
但是由于系统设备的变化、运行方式的调整等诸多原因,火电机组引风机失速喘振的现象时有发生,严重威胁机组安全稳定运行。
本文从引风机失速喘振的原因出发,提出了相关的预防措施及逻辑优化。
标签:轴流式风机失速喘振原因;失速;喘振;工程案例;预防措施;逻辑优化目前国内火电机组高容量高参数已是发展趋势。
近年来,国家对于火电机组的环保要求提高,伴随着火电机组烟气脱硫脱硝超低排放改造的实施,导致风烟系统阻力发生变化,对锅炉引风机的性能提出了更苛刻的要求。
如何在保证锅炉燃烧所需氧量基础上,防止引风机出现失速喘振成为了火电机组运行中不可忽视的课题。
1轴流式风机失速喘振的原因火电机组引风机选型中,大都采用轴流式风机,其中又分为动叶可调轴流式及静叶可调式轴流式引风机。
1.1 固定动叶安装角的轴流风机失速原因图1是在一定的转速下,对叶片安装角固定的轴流式风机经试验测得的典型性能曲线。
图1-1中包含三条曲线:效率-流量曲线(η-qv);全压-流量曲线(H- qv);功率-流量曲线(P- qv)。
有图1可知:当在设计工况时,对于曲线上的d点,此时沿叶片各截面的流线分布均匀,全压相等,效率最高。
如图1-1(d)所示。
当qv<qvd时,来流速度的冲角α增大,由翼型的空气动力特性可知,冲角α增大,翼型的升力系数也增加,因而全压上升;但当流量降到qvc时冲角已增加到使翼型上产生附面层分离,产生旋涡,出现失速现象如图1-1(c)。
因而升力系数降低,全压也随之下降。
当流量继续下降至qvb时,全压最低,如图1-1(b)。
当qv<qvb时,沿葉片各截面全压不相等,出现二次回流,此时由叶轮流出的流体一部分重新返回叶轮,再次获得能量。
从而全压又开始升高,由于二次回流伴随有较大的能量损失,因此,效率也随之下降。
由以上流量与全压的变化关系可知,对于轴流式风机,全压-流量曲线(H- qv)中C点左侧(驼峰形状区域)为不稳定工作区域。
动叶可调式轴流风机喘振机理及预防策略探究动叶可调轴流风机担负着气体循环输送的任务,轴流风机在运行过程中,由于某些原因,易造成机组的振动,严重时会造成机组的损坏,影响生产。
如何能快速准确的找到喘振故障成为大家关注的课题,本文通过介绍喘振的发生原因,对振动进行危害分析,通过有效的方法进行综合分析预防喘振的措施。
另外,喘振发生进行预警分析,更能保证机组的稳定运行。
引言轴流风机具有尺寸小、引风量大及性能调节稳定的优势,逐渐在锅炉引风领域得到广泛的应用。
在某种程度上,其运行的全压相对较低,如果设备选型的问题使得阻力增加,就会出现轴流式风机的负荷过高最终导致喘振的出现,对设备的寿命和使用情况均会造成比较严重的危害。
对轴流式风机进行喘振发生机理和预防措施研究,能够在很大程度上对动叶可调风机的选型和改造起到较大的意义。
动叶可调式轴流风机喘振机理和危害分析由于工况变化导致轴流风机入口处的空气流量减少,轴流风机会随之出现旋转脱离效应,此时,虽然叶片也在不停的旋转,但是由于流量不足,导致出口处的压力出现偏离,不能达到正常的设计要求指标。
由于轴流风机出口输送管道内气体压力变化灵敏度较低,不能及时出现变换,此时管道内压力并不能迅速下降,因此造成了轴流风机出口管道内的压力大于风机出口处压力,出现压力的逆偏差,会出现”倒灌”现象,即管道内的气体就向风机倒流,直至出口管道内压力下降至等于风机出口压力为止。
待倒灌停止后,轴流风机会正常工作,气体在叶片的作用下加压,继续向管道提供压力,管道内的压力不断回升。
等到管道内的气体压力回升到最初压力时,轴流风机的加压排气就又会受到影响,又满足倒灌发生的条件,如此周而复始,整个轴流风机系统就会出现周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象,即喘振现象结合图1对喘振发生的具体情况进行分析介绍。
图1是轴流风机特性曲线与通风管网性能数据图,其中A/B点是轴流风机运行曲线与管网性能曲线的交叉点,即喘振点。
探析动叶可调轴流一次风机失速和喘振与解决方案发表时间:2016-11-09T11:11:19.953Z 来源:《电力设备》2016年第16期作者:雒连霞[导读] 经过风机的常规调试,必须根据现场实际情况对理论失速线进行修正,进而标定真实的理论失速线以及风机的实际操控曲线。
(青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁 730408)摘要:通过阐述轴流一次风机失速和喘振的理论机理,并结合青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司的实际生产中轴流一次风机失速的发生过程,最终给生产运行人员提出了处理该故障的方法,为青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司(2×660MW)的安全稳定运行奠定了技术基础。
关键词:轴流一次风机;失速分析;解决措施0 引言随着大型火力发电机组的迅速发展,高效、大容量的轴流式风机被普遍选用。
动叶可调轴流通风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率较高、调节范围宽广、反应速度快等优点。
该厂在调试和生产过程中,一次风机曾多次发生旋转失速、喘振,影响风机的安全、稳定运行,甚至危及到锅炉燃烧的稳定性,对机组的安全运行危害很大。
1 失速和喘振的区别和联系1.1失速轴流式风机的叶片通常是机翼流线型的,在冲角为零或者小于临界冲角时,他们的阻力主要为表面摩擦阻力,绕翼型的气流保持其流线形状。
当冲角增加到某一临界值时,气流在叶片背部的流动就会遭到破坏,尾部涡流变宽,升力减小,阻力急剧增加,进而使叶道阻塞,使风压急剧降低,这种现象就是失速。
1.2喘振喘振现象是指泵与风机的流量和能头在瞬间发生不稳定的周期性反复变化的现象。
动叶可调式轴流风机全压相对较低,且其性能曲线呈驼峰型,存在峰值点K,容易导致喘振的发生。
通常称K点右侧区域为风机的稳定工作区,左侧为喘振区。
当风机的工作点落入喘振区发生喘振时,风机和大容量管路系统耦合为一个具有周期弹性的空气动力系统。
1.3区别与联系(1)失速发生时,只是叶片附近的工况有波动,而喘振发生时,各项指示数据大幅脉动,使风机无法继续工作。
轴流风机失速与喘振的分析和对策摘要:本文对轴流风机常见的失速以及喘振问题进行了分析,并结合某发电厂#3炉轴流式吸风机的异常现象进行了总结并提出防范措施。
关键词:轴流风机;失速;喘振前言:由于动叶可调轴流风机具有占地面积小、各负荷段效率都较高等优点,近年来火电厂锅炉辅机普遍都采用动叶可调式轴流风机。
动叶可调轴流风机的性能曲线具有驼峰型特性,这就导致了风机接近曲线边缘时可能会导致风机发生失速甚至喘振的现象。
本文分析了某发电厂3号炉乙号吸风机失速的原因,提出了相应的预防措施,以及在机组运行过程中如何避免失速和喘振的发生。
1轴流风机的失速与喘振1.1失速轴流风机普遍采用扭曲机翼型叶片,气流方向与叶片叶弦的夹角α即称为冲角,正常运行时,冲角为零或很小,气流绕过叶片保持稳定的流动状态,如图1(a)所示。
当冲角为正时,即α > 0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况开始恶化,在叶片背面尾端出现涡流区,形成“失速”现象,如图1(b)所示。
冲角α大于临界值越多,失速现象就越严重,流体的流动阻力也就越大,严重时还会阻塞叶道,同时风机出力也会随之大幅下降。
风机的叶片在制造及安装过程中,由于各种客观因素的影响,叶片不可能有完全相同的形状和安装角度,因此当运行工况变化时使气流方向发生偏离,各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。
当某一叶片进口处的冲角α达到临界值时,就可能首先在该叶片上发生失速,并非是所有叶片都会同时发生失速,失速可能会发生在一个或几个区域,该区域内也可能包括一个或多个叶片。
由于失速区不是静止的,它会从一个叶片向另一个叶片或一组叶片扩散,如图2所示。
假定产生的流动阻塞首先从叶道23开始,其部分气流只能分别流进叶道12和34, 使叶道12 的气流冲角减小, 叶道34的冲角增大,以至于叶道34也发生阻塞, 并逐个向其他叶道传播。
如图3所示,马鞍形曲线M为风机不同安装角的失速点连线,工况点落在马鞍形曲线的左上方,均为不稳定工况区,这条线也称为失速线。
2 轴流风机发生喘振的原因a.系统管道阻力增高流量减小(如挡板误关小、管道内严重结从、锅炉运行上况发生大的变化等)。
使系统管道待性曲线变陡。
工作点落入喘振区。
(见国2)*正常运行系统管道阻力特性曲线为线l,工作点为n。
当管道阻力增高流星减小后、管道阻力特性曲线变为l‘.工作点落入喘振区。
b.风机选得过大、运行中动叶安装角开度较小.使运行工作点距喘振极限很近,:4系统管道阻力发生变化。
工作点易落入喘振区*图2中由于风机偏大。
工作点由a变为b点4b 点距喘振极限较近。
c.两台风机并联运行,在启停风机时如调节不当。
风机工作点有可能落入喘振区‘如图2所尔。
两台并联风饥工作点均在点a,在总风量不变情况下。
‘台风机增大负荷。
其工作点水平向石移。
减小负荷的风机工作点水平向东移。
向右移的风机工作点有可能落入喘振区。
3轴流风机喘振的预防及解脱3.1 风机并列运行时系统特性300Mw机组送、引风机配置告两台。
图3表示并联运行的两台风机a和b道汇合点c。
在a风机运行.b风机停运情况下,此时系统汇合点c处压力,取决于a风机运行时的流星大小(即n风机运行压力l。
此时如启动b风机与a风机并列,则b风机起始工作点压力不为零。
而是取决于a风矾运行压力.即克服由于风机n单独运行时在汇合点c处产生的较局压力。
这样b风机才能和s风机并列。
这对·般离心风机不存在什么问题。
但对轴流风机,要考虑该起姑点是否会超出风机的喘振极限。
以防在启动过程中造成喘振。
3.2 轴流风机喘振的预防图4为两台动叶可调轴流风机并联运行工况,点1是锅炉在额定工况下所需流量和压力。
点2是两台风机并联运行时,每台风机工作点位置,点3是风机喘振极限线最低位置ia.风机的启动正常情况下两台风机应同时启动,叶片安装角在最小位置、当风机达到满转速后。
打开各自的挡板,同时增大两台风机的动叶安装角.则两台风机—起沿o一2曲线工作。
当动叶安装角增大至设计值时。
则两台风机都在点2工作,由于此台风机是并联运行、故系统额定总风量在点1位置。
防止轴流风机喘振措施
防止轴流风机喘振的措施包括:
1. 安装阻尼器:在轴流风机的进出口或蜗壳内安装阻尼器,可以减少风机的机械振动。
2. 加强轴系统支撑:增加轴承的数量和间隔,使用更好质量和更高精度的轴承,以增强轴系统的刚性和稳定性。
3. 在风机进出口处设置扰流板和导流器:通过扰流板和导流器的设计,可以减小进出风口的压差和气流波动,从而减少风机喘振的可能性。
4. 安装均速管道:在风机进出口处加装均速管道,可以减小进出口的压差,提高风机工作的稳定性。
5. 加装减振装置:在风机的支座或基础上安装减振装置,例如弹簧隔振器、减振防震垫等,可以有效减少风机的振动传递。
6. 加强风机的维护和保养:及时更换磨损严重的零部件,保持风机的良好运行状态,降低喘振风险。
7. 对风机进行动平衡:通过动平衡机进行精确的动平衡调整,使风机转子的质量分布更加均匀,避免不平衡导致的喘振。
8. 采用适当的轴流风机型号和规格:选择合理的风机型号和规格,确保其工作在合适的工况范围内,减少喘振的产生。
9. 进行风机系统的装配和调试:风机系统的装配和调试要按照工程规范和标准进行,确保每个部件的连接准确,系统运行平稳。
关于轴流风机的喘振及其预防方法发表时间:2002-9-16作者:胡惠源摘要:1 两台轴流风机并联运行特性2台变节距轴流风机可并联运行。
但要注意避免喘振,(后面将作专门讨论)图1所示为2台变节距轴流风机的运行特性。
图1中风机特性为单只风机的特性。
曲线I表示锅炉的阻力曲线。
如果,两台风机是同步调节,工作点1表示锅炉需要的空气体积流量,则工作点2为每台风机的运行点。
事实上的两台风机工况也可不一样。
这种配合很复杂,每台风机可在1到Y之间的任一点工作,而2台风机的风量总和只要等于工作点1的风量即可。
虽然,从图1中可知,为保证其效率最高,每台风机最好在工作点2运行。
设想加大轴流风机的尺寸,以使1台风机运行就能在工作点1运行,。
如果有第2台风机启动,并并入并联运行时,第2台风机一定经过3→X→Y→1,虽然在X到Y时会产生喘振。
解决此问题的方法是在第2台风机投运之前要降低锅炉负荷,使工作点1降下来,降到某值,以确保第2台风机投入并联运行时不会通过喘振区。
2 喘振特性轴流风机有喘振问题,喘振是一种空气动力现象。
如果风机叶片要求提供大于其设计时的推力,在叶片周围则要发生流传的分裂,使得风机不稳定,不能运行在它的正常性能曲线上,这就是发生喘振的原因。
图2中的曲线上标有A的等叶片角是正常风机性能曲线。
每个叶片角曲线有其单独的喘振点,以I表示。
曲线C是把所有的I点相连而成的,称为喘振线。
喘振线上都是喘振区。
3条B虚线表示3个不同叶片角度的特征喘振曲线。
此曲线表示如果发生喘振,风机运行所经历的路径,即如果运行在I点,风机会按B曲线路径运行。
图3表示喘振与锅炉阻力特性的关系。
设正常的锅炉系统的阻力曲线B,由于某种原因(例如主燃料跳闸)而增大,曲线B1为新的锅炉阻力曲线。
运行点X将改变,先沿A到I点,此时发生喘振,再沿喘振特性曲线D工作,D与新的阻力曲线B:的交点X:为新的运行点。
如果系统阻力仍很高(曲线B1),则风机一直运行在不稳定的喘振情况X l处,但系统阻力下降时,风机则从喘振情况恢复到正常的性能曲线A。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald118DOI:10.16660/ki.1674-098X.2019.02.118动叶可调式轴流风机喘振机理及预防措施①杨欢欢(贵州黔西中水发电有限公司 贵州毕节 551500)摘 要:在一定程度上动叶可调式轴流风机的径向尺寸相对较小,其流量较大,调节性能好,其正逐渐成为引风机,大型锅炉送风机的主流。
在某种程度上动叶可调式轴流风机全压相对是较低的,若是在选型上面不恰当或者是相关管道有阻力增加,那么就会引起动叶可调式轴流风机的负荷过高出现喘振,从而损坏叶片的使用寿命。
基于此,本文主要分析了动叶可调式轴流风机喘振的机理以及相关预防措施进行分析,予以有关单位参考与借鉴。
关键词:动叶可调式轴 流风机 喘振机理 预防措施中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)01(b)-0118-02①作者简介:杨欢欢(1990—),男,白族,贵州六盘水人,本科,助理工程师,研究方向:动叶可调轴流式风机喘振机理及预防措施。
我国轴流风机起步相对较晚,但是在最近几年来,成都电力机械厂,上海鼓风机厂等企业在引进开发发电站锅炉大型轴流风机方面取得了较大的研究成果。
山东电力设备厂从西德引进了大型东特可调式轴流风机已经在我国诸多电厂投入运行了。
最近几年来我国所投产的300MW 以上机组都选择使用了轴流风机的使用。
在一定程度上我们对动叶可调式轴流风机的高负荷喘振发生的机理和相关的预防措施进行分析,能够对动叶可调式轴流风机的具体设计选型以及相关的改造都是有着极为重要的意义,能够促进设备生产效率以及设备的质量。
1 动叶可调式轴流风机喘振机理和危害分析动叶可调式轴流风机在非设计工况下进行工作,并且其叶栅中发生旋转失速时,若是失速的类型是较为强烈的突变型,那么就会和流风机的联合工作管网系统容量较大时,在一定程度上就会直接导致整个流风机到管网系统的气流周期性不断震荡。
动叶可调轴流式风机振动大的原因分析及控制措施摘要:动叶可调轴流式风机在电力生产中的应用非常普遍,也起到非常重要的作用,但在风机运行过程中,经常存在风机振动过大的问题,这不仅影响风机的效率,缩短设备的使用寿命,更加影响电力生产的安全稳定。
因此本文首先分析了动叶可调轴流式风机振动大的原因,进而有针对性地提出相应的故障处理与解决措施,进一步提高风机的可靠性,确保风机安全、高效运行。
关键词:轴流式风机;振动大;措施1.前言动叶可调轴流式风机的叶片大多采用机翼扭曲型,其工作原理是当叶轮旋转时,气体从进风口轴向进入叶轮,受到叶轮上叶片的推挤而使气体的能量升高,然后流入导叶。
导叶将偏转气流变为轴向流动,同时将气体导入扩压管,进一步将气体动能转换为压力能,最后引入工作管路。
动叶可调轴流式风机能够根据实际负荷的需求调节叶片的开度,以满足不同工况下对风量的需求。
其优点是适用于低压头大流量工况,体积小,占地少;在额定工况下,效率比其他类型风机高;如果采用动叶可调的,则在不同工况下也具有较高的效率。
但动叶可调轴流式风机在运行过程中,经常发生振动大的问题,给风机运行带来较大的威胁。
下文重点对其原因进行了分析,并提出解决方案。
2.振动大的原因分析2.1 质量不平衡导致的风机振动过大动叶可调轴流式风机振动过大的原因多种多样,其中最主要的原因是转子质量不平衡。
由于质量不平衡导致风机转子产生了重心的移动,此时转子质量中心与几何中心不重合,产生的离心力无法相互抵消,致使转子发生振动。
在风机金属部件的传播下,轴流式风机会产生设备的整体振动,同时伴有一定幅度的晃动与噪声。
轴流式风机质量不平衡问题产生的主要因素在于以下方面:(1)风机叶片磨损或者由于腐蚀与其他形式的损耗,导致的叶片形状、密度或质量发生变化,产生叶片质量不均匀而造成风机大幅度振动;(2)风机叶片表面积压灰尘、油垢或者其他物质,导致风机叶片质量发生变化,产生质量不均匀问题;(3)风机叶片较薄,在设备运转的过程中,由于承受了过大的负荷与压力,导致风机叶片发生松脱,或者叶片无法承受高速运转的压力,产生形变问题,导致质量不平衡而产生较大的振动[1];(4)轴流式风机叶片没有紧固产生的质量失衡问题。
动叶可调轴流通风机的失速与喘振分及改进措施于宗波摘要:本文主要针对动叶可调轴流通风机的失速与喘振展开分析,探讨了这些情况出现的原因,以及如何更好的对其进行有效的改进,提出了一些比较可行的改进措施。
关键性:动叶可调轴流通风机;失速;喘振;措施前言在当前应用动叶可调轴流通风机的过程中,我们要更加深刻的思考动叶可调轴流通风机的失速与喘振的原因,进而采取更好的措施来避免动叶可调轴流通风机出现这些问题。
1、失速产生的机理在现在的社会中轴流通风机在我国的很多领域中都有着非常广泛的使用,例如在一些建筑物里,在隧道中,在一些工厂中等等。
轴流通风机之所以应用这么广泛,是因为它能起到通风、冷却以及排尘的作用。
通风机主要是凭借其输入的机械能来提高气体的压力,进而排送气体的一种机械,属于从动流体机械。
风机处于正常工况时,冲角很小(气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角),气流绕过机翼型叶片而保持流线状态。
当气流与叶片进口形成正冲角,即α>0,且此正冲角超过某一临界值时,叶片背面流动工况开始恶化,边界层受到破坏,在叶片背面尾端出现涡流区,即所谓“失速”现象。
冲角大于临界值越多,失速现象越严重,流体的流动阻力越大,使叶道阻塞,同时风机风压也随之迅速降低。
风机的叶片在加工及安装过程中,由于各种原因使叶片不可能有完全相同的形状和安装角。
因此,当运行工况变化而使流动方向发生偏离时,在各个叶片进口的冲角就不可能完全相同。
如果某一叶片进口处的冲角达到临界值时,就首先在该叶片上发生失速,而不会所有叶片都同时发生失速,u是对应叶片上某点的周向速度;w是气流对叶片的相对速度;α为冲角。
假设叶片2和3间的叶道23首先由于失速出现气流阻塞现象,叶道受堵塞后,通过的流量减少,在该叶道前形成低速停滞区,于是气流分流进入两侧通道12和34,从而改变了原来的气流方向,使流入叶道12的气流冲角减小,而流入叶道34的冲角增大。
可见,分流结果使叶道12绕流情况有所改善,失速的可能性减小,甚至消失;而叶道34内部却因冲角增大而促使发生失速,从而又形成堵塞,使相邻叶道发生失速。