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轴流风机效率降低问题分析与处理

发布时间:2017-06-08

  风机在很多工业生产中被应用广泛,是工业生产的重要辅助机械。其中轴流风机因为能源利用率高而被广泛使用。但是这几年因为轴流风机造成的生产事故也经常发生,尤其是电厂的轴流风机,经常出现故障,虽很少造成人员伤亡,但是对于造成了电厂停工,以及涡轮设备的损坏,造成了巨大的经济损失。因此在这样的情况下,增强轴流风机工作的可靠性,提高轴流风机的工作效率,就显得十分重要。

轴流风机

  电站风机可靠性概念
  90年代以前,我国大型电站(125MW及以上)锅炉风机引起的非计划停机和非计划降负荷较频繁,据统计,在125MW、200MW、300MW及600MW机组中,按电厂损失的等效停运小时算,送、引风机均排在影响因素的前10位,与发达国家的差距较大。90年代以后,我国几个主要电站风机制造厂设备质量提高较快,针对我国电厂的实际情况,引进外国先进技术,使电站风机特别是动叶可调轴流风机的可靠性不断地得到提高。
  影响轴流风机可靠性的因素
  2.1电站风机事故分类
  轴流风机的事故根据影响程度分为3类事故,其中第一类事故最为严重。第三类事故代表轴流风机存在安全隐患。具体的分类为:第一类,风机严重故障,导致整个火电机组无法正常运行。严重影响生产工作;第二类,轴流风机的工作效率下降,但是没有造成火电机组停止运行,但是影响了火电机组的工作效率;第三类,轴流风机出现小型故障或者故障隐患,造成轴流风机运行效率小幅下降,但是不影响火电机组的正常工作。
  2.2轴流风机的常见故障
  轴流风机的常见故障有很多,因为轴流风机一直在一种高负荷的工作环境下,所以可能出现的故障也很多。转子故障,这是风机中比较常见的故障,具体的故障包括转子弯曲、运行振动,或者出现转子和叶轮连接出现问题等,造成转子轴空转,叶轮与转子出现打滑现象。叶片故障,叶片在长时间工作中受到了极大的作用力,所以容易粗细裂缝和断裂事故,同时这种故障还难以检查,因为轴流风机时刻处于高速运转状态,所以无法利用什么方式能够预料叶轮的故障。因此叶轮断裂是轴流风机最为常见的生产事故?风机轴承损坏会导致定子壳抱死转子,对定子壳的固定产生巨大的冲击力,造成轴流风机的整体脱落。当电路电路过大时,线路中铜丝产生热效应将定子或者转子烧坏,对电机造成巨大的损坏,润滑脂的不足导致风机中元件出现干磨,最终将轴承、转子等抱死。所以在日常维护上要注意增加润滑脂。
  2.3轴流风机发生故障的原因
  2.3.1轴流风机本身质量的问题
  首先轴流风机可能是第一,因为在设计中就存在一定安全隐患,在设计中有力学元素被忽视,导致轴流风机的不合格,或者是因为在制作中偷工减料,造成工作上效率不高,稳定性不好。第二,在设计时忘了考虑气体的膨胀系数,和气体运用特性没有详细的了解。第三,叶片没有进行日常的维护,企业生产中,重视生产,轻视维护的重要意义。或者叶片的质量不合格。第四,润滑脂的质量差,或者抗升华的特性差,导致轴流风机在运行一段时间后,润滑质量变得极差。第五、相应的故障检测模块损坏,没有办法及时反映风机的正常工作状况。
  2.3.2运行、检修方面
  轴流风机长期在失速条件下工作,气流压力脉动幅值显著增加,叶片共振受损。不按风机特性要求进行启动并车,风机工况与系统特性不匹配。不投电除尘或电除尘效率低导致风机入口含尘浓度高。两台风机并列运行时,两者工作点差异较大。轴流风机喘振保护失灵。无定期检修或检修不良。
  2.3.3安装方面
  轴系不平衡或连接不好,导致风机振动大、轴承、联轴器易损坏。执行机构安装误差大,就地指示值与控制室反馈值不一致,导致操作不准确。
  2.3.4风机选型与系统设计方面
  风机选型不当造成风机实际运行点在不稳定气流区或接近甚至进入失速区,以及风机管路系统特性不合理,均可造成风机转子有关部件的疲劳与损坏。
  提高轴流风机可靠性的措施
  3.1选型
  电厂锅炉风机的型式一般有离心式、静叶可调轴流和动叶可调轴流风机,应根据具体使用场合,经技术经济比较确定风机形式。三种风机的比较项目:离心式、静调轴流、动调轴流;结构复杂程度:低、中、高;对介质含尘量的适应性:好、中、差;可比运行效率:低、中、高;可比设备价格:低、中、高;可靠性:高、中、低、选择轴流风机时,由于动叶可调轴流风机圆周速度高,考虑到磨损问题,宜采用中速,不宜选用过高转速。
  3.2并联设计与运行
  在选择动叶可调轴流风机的参数时,除了按有关规程规定给出裕度外,还要依据电厂实际情况,不仅考虑最大保证工况点(TB)、MCR工况、100%负荷工况,还要考虑点火工况以及风机安全并车工况。后两种工况往往被人忽视而给风机的调试与运行带来困难。故应特别注意动叶可调轴流风机的并联设计与运行。两台风机并联运行在C点,但每台风机运行在各自特性曲线的A点上。当第1台风机保持同样叶片角度运行时,运行点将移到B点,第2台风机要启动并入时,关闭出口门启动,叶片角度调至最小。打开隔离门后,第2台风机将在D点运行,逐渐开大其角度,并调小第1台风机角度,它们的运行点将分别沿DE和BE线移动,到达E点时两台风机并联,再同时调节两台风机到所需的参数。可以看出,当第1台风机运行点压力高于第2台风机失速线的最低点S的压力时,第2台风机启动将发生喘振,这时需降低第1台风机出力,使B点位于S点之下再启动第2台风机。
  3.3其他设计措施
  有两个方法解决并联运行问题。一是选择风机时计算好单台风机按要求工况运行时系统阻力,使S点高于该阻力线,这意味着设计点位于特性曲线更下端,以致压头较高风机效率较低;二是可以在轴流风机风道上加一个旁路再循环门,启动该风机时,先关闭出口门,打开循环门。待第2台风机越过失速线后打开出口门,关闭循环门,这样做的缺点是增加了初投资,增加了送风倒回泄漏的可能性。
  总结
  轴流风机的工作关乎着火电机组工作的稳定性,它虽然是辅助设备,但是没有轴流风机的散热工作,主要机组根本无法长时间运行,所以轴流风机在工业生产中是极其重要的,为了提高轴流风机工作效率,最直接的方式就是减少轴流风机出故障的频率,提高轴流风机的工作可靠性。就需要先对轴流风机的故障进行分类,然后找出轴流风机故障的原因,通过原因来解决问题,采用并联多组的方式,一方面增加了工业机组降温的效率,另一方面这样也便于维护和保养工作,就算一台轴流风机出现故障,系统依旧能够正常运作。
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