高炉风机防喘振优化控制设计方案
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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。
浅析高炉鼓风机喘振事故的原因及防范措施【摘要】高炉鼓风机防喘振保护、逆流保护是保证机组安全稳定的重要保护之一, 目前控制系统往往由自控人员负责设计完成, 由于对设备的经验、工艺理解存在差距, 容易出现一些问题。
通过对高炉鼓风机喘振、逆流事故的原因分析, 提出了完善改进控制系统的处理措施, 增强了高炉鼓风机安全稳定运行的可靠性, 有效地避免了类似事故的发生。
【关键词】高炉鼓风机喘振原因防范措施前言高炉鼓风机是高炉设备的心脏。
鼓风机所输送的高压风流,经热风炉加热到1100~1200℃,由设在高炉下腹部的环形风管,通过安装在高炉四周的风口吹入高炉内,一方面托住由炉顶部装料钟处加入的炉料;另一方面通过化学还原反应在炉底形成铁水和渣。
如果送风切断,高炉不能继续生产铁水,同时因炉内支撑炉料的力消失,势必炉料下榻,铁水、渣就会飞溅,造成高炉堵风口的重大事故。
因此要求鼓风机组能够随着高炉的冶炼工况实现自动调节和控制,为高炉提供优质,适量的风源,如果鼓风机组防喘振控制出现误动作放风,轻则造成高炉风压波动、影响冶炼质量;重则造成高炉断风后堵风口事故。
因此,为了确保高炉供风,实现机组的安全经济操作,选择合理的安全控制系统(防喘振控制系统)和自动调节系统对高炉的正常生产有着重要的意义。
二、鼓风机喘振现象鼓风机在运行过程中可能会出现这样一种现象,即当负荷低于某一定值时,对高炉的正常供风遭到了破坏,热风的排出量时多时少,忽进忽出,发生强烈的振荡,并发出如同哮喘病人“喘气”的噪声。
此时热风送风出口的压力表、流量表指示大幅度波动。
鼓风机的机身也会随之剧烈振动,并带动出口管道、厂房振动,汽轮机发出周期性间断的吼响声。
这就是我们所说的风机喘振,也叫飞动。
风机喘振是安全运行最大的威胁。
因为喘振造成的后果是非常严重的:1、会使鼓风机转子和静子经受交变应力而断裂。
2、使级间压力失常而引起强烈振动,导致密封及推力轴承损坏。
3、使运动元件和静止元件相碰,造成严重事故。
风机喘振的原因现象及处理方法风机喘振是指风机在运行过程中出现的振动现象,通常表现为风机整体或部分结构的不稳定振动,会导致设备损坏甚至危及人身安全。
喘振的出现往往会给生产和运行带来严重的影响,因此对于喘振现象的原因和处理方法,我们有必要进行深入的了解和研究。
一、原因分析。
1. 气动力失稳。
风机在运行时,由于叶片的设计不合理或叶片表面的腐蚀、磨损等因素,会导致风机叶片受到气动力的不稳定作用,从而引起振动。
2. 结构失稳。
风机的结构设计不合理、材料疲劳、连接螺栓松动等因素都会导致风机结构的失稳,从而引起喘振现象。
3. 惯性失稳。
风机在运行过程中,由于叶轮的不平衡或转子的不对称等因素,会导致风机的惯性失稳,从而引起振动现象。
二、现象表现。
1. 频率跳变。
风机在运行中,频率突然发生跳变,表现为振动频率明显变化,这是喘振现象的典型表现。
2. 声音异常。
风机在喘振时,会发出异常的噪音,通常是低频、深沉的嗡嗡声,这是喘振现象的另一种表现形式。
3. 振动幅值增大。
喘振时,风机的振动幅值会明显增大,甚至超出正常范围,这是喘振现象的直观表现。
三、处理方法。
1. 优化设计。
针对风机叶片和结构的设计不合理问题,可以通过优化设计来解决。
采用流场仿真、结构分析等技术手段,对风机进行全面的设计优化,提高风机的稳定性和抗振能力。
2. 定期检测。
针对风机结构的材料疲劳、连接螺栓松动等问题,需要定期进行检测和维护。
通过振动监测系统、结构健康监测技术等手段,及时发现并处理风机结构的失稳问题。
3. 动平衡调整。
针对风机惯性失稳问题,可以通过动平衡调整来解决。
对风机叶轮、转子等部件进行动平衡校正,提高风机的运行平稳性。
4. 加强管理。
在风机运行过程中,加强对风机的管理和维护,做好日常巡检和保养工作,及时发现并处理风机的异常现象,防止喘振现象的发生。
综上所述,风机喘振是一种常见的振动现象,其产生的原因复杂多样,需要我们对风机的设计、运行和维护进行全面的考虑和处理。