锅炉引风机运行状态的试验研究

锅炉引风机运行状态的试验研究

中国长城铝业公司热力厂如8锅炉130外大修后，发现两台并列运行的4 73如200型引风机的机壳及其进气箱振动幅度剧增，尤其是在引风机入口挡板门度指在30左右振动更为激烈。2000年4月20日又发现2引风机出力明显降低，经检查，引风机出口无风或微风。凡此种种异常现象引起电厂人员的密切关注。

　　锅炉尾部改前的烟气系统比较简单即两台水膜式除尘器布置在两台引风机之前。

　　大修中，用电气除尘器代替了原水膜式除尘器，并利用原水膜式除尘器的麻石结构风机之后，引风机进出口角度和管道走向以及管道附件均发生了重大变化。新的烟气系统复杂而庞大1.

　　勿庸置疑，将新增加的电气除尘器和脱硫装置的两个改进项目与引风机运行中新出现的异常现象联系起来加以分析研究是非常电气除尘器他2引风机乙侧烟囱自然的，也是十分必要的。只有比较准确地了解和掌握引风机在新系统中实际运行状态，才能制定出较切合实际的技术方案，解决引风机运行中的异常问。从而建立电厂安全经济运行文明生产的新秩序。

　　1对原引风机选型现状的评价在大修之前，已出现有引风机气流振动问，实际上这种振动属于流体力学范畴的流体振动，而非单性质的机械振动。其振动程度很轻，人们往往难以察觉，且其为偶而出现，时有时无，未引起人们的必要注2电除尘器和脱硫塔装置投运后的气动阻力变化1.1通过调查和具体计算的每台风机名称数值备注电厂运行规程中规定风机铭牌指风机样本建议范围电除尘器设计风量除尘器设计书义马煤计算风量已考虑1.1富裕系数延边煤计算风量已考虑1.1富裕系数比转速值=不难看出。所选用的引风机473防20，型的实际风量比所需风量大了倍，值得注意。即使锅炉本体漏风率大大超标，也不需要如此大的风量。般我国130锅炉需配用两台473如180型即可。长铝公司他8炉1301燃用褐煤，实际烟气量和阻力均比较大些，选用如180时则风压偏低。在国内电站风机产品的型式和机号非常单，不能满足电力市场的需求的情况下，只好在选用时上靠到如20，形成了大马拉小车。大修前引风机满负荷运行中挡板开度为50左右。我们知道，台230儿锅炉的引风机般选用473防20，两台就足够了。

　　1.2按烟气系统所需风量和风压计算所需风机的比转速。

　　Ha.75而473风机最理想的比转速为73.两者相差甚大。可风机匹配情况很不合理。为了获得较高的风压，只能在小风量范围压力曲线左支部分的低效区域内节流运行。不但对节电不利，而且原风机在不稳定区域的新投入装置的预计阻力为电除尘器300脱硫塔300此估计值偏小太多，连接管道300引风机出口到脱硫塔的突然膨胀100200新的系统阻力为100000原来的水膜式除尘器的阻力为008.面看起来，似乎大修后的系统阻力和大修前大致相等或略低。实际上，在新低造成了在相同质量流量下的烟气体积流量比以前增大273+ 140273+70=1.2倍，使新系统阻力有较多上升。与此同时，介质密度的下降又致使风机所产生的压头随之相应下降。因此在新的条件下，系统阻力曲线更加陡峭阻力增大，新的阻力曲线与新的引风机压力曲线风压下降的交汇点进入了风机发生失速的不稳定区域之内。失速产生的风机气流振动由隐性向显性发展。

　　新的系统管道走向非常复杂，截面多变，弯头部件较多。因现场诸多不利条件的限制，也只能如此而已。要进行改动，不但工程量很大，而且收效不大，事倍功半。现场调查发现脱硫塔进口管道的布置极不合理，气流阻力损失很大。但又无法进行改进。4月25日上午试验情况明乙侧引风机出口静压已高达+00此值明风机出口到烟道之间的阻力即脱硫塔本身及其进出口管道有关，在0锅炉负荷时，如2引风机处3新系统中引风机的实际运行状态的3.1新系统引风机在正压高温状态下运行由于引风机在电气除尘器后工作，其工作温度已由大修前的70，上升到140工使风机的运行可靠性有所降低。而该引风机叶轮允许在250，以下的条件下工作设计工况温度按200，考虑，因此在140下长期运行是没有问的，无须多虑。

　　由于脱硫塔装置布置在引风机之后，脱硫塔本身的阻力损失又很大。因此，引风机出口的烟气静压大为增高，致使引风机在正压条件下工作003.原有引风机的主轴密封的简易结构已不能满足目前的要求。从轴封处向外喷出的140，热烟气流对风机传动主轴的轴承的长期安全工作是种直接威胁。可采用适当的主轴密封结构和遏阻主轴热传导的措施以改变被动现状。

　　应该指出的是，麻石结构的脱硫塔在正压下工作，运行中正压烟气由内向外的推力很大约01爪2.这对宠石塔体的安全可靠工作和不断向外冒烟从而污染环境均是非常不利的因素。

　　3.2并列运行的两台引风机风量分配现场观察可知，乙侧碰引风机出口到脱硫塔的管道走向特别别扭，断面扩张度大，走向突然转弯，气流流动阻力很大。因此，如2引风机的风量必然小于如1号引风机。

　　所认定的观点。脱硫塔出口到水平烟道处的气流静压测量值如1为250如2而则高达+300两者相差值为550尸即由此单因素的影响导致知2风机系统的阻力比碰引风机系统高出5503之巨。

　　两台引风机进气箱前的分为两的裤衩管处气流流通不顺畅，由于上游气流在离心力和惯性力的作用下防2风机的风量要小些，这是由于现场条件的限制布置困难所造成的影响。

　　上述从个方面分析了知2引风机系统阻力比较大的实际情况。由于风机本身选型匹配不良，脱硫塔阻力很大，在风机40的压力曲线上升段的不稳定区域内极易产生旋转脱流的失速状态。在两台风机入口档板开度基本接近的情况下，首先是如2引风机失速，即2引风机被抢风。

　　其风量很小，这是很自然的现象了。

　　3.3并列运行的两台引风机气流中粉煤灰分配的均匀性电气除尘器出口管道经过两个90度弯头转弯后到引风机上游的裤衩管前。由于气流在弯头内转弯时形成的离心力的作用，致使高浓度，重颗粒大尺寸的粉煤灰将以较高相反。同理，由于3，2的分子量64远大于，2的分子量32和空气的平均分子量29.

　　因此在转弯过程中，2也将自然地富集于碰引风机和碰脱硫塔中。

　　除了上述因素之外。另重要因素如3.2.4所述在两台并列运行的引风机入口挡板开度比较接近的状态下，首先是如2引风机失速，风量很小，其抽吸的粉煤灰和3，2现象是非常致的即如1脱硫塔下部的含灰量明显地多于如2其溢水颜色亦明显地深于如2.

　　据此我们不难作出以下预测两台引风⑷机在相同的挡板开度和相同的实际运行时间No2脱硫塔出口进入水平烟道处到主烟囱的水平距离相对较远。因此，乙侧系统阻力大于甲侧系统阻力。在此情况下在相同开度时，乙侧风机风量应小于甲侧风机风量。如欲两台风机维持相近的风量，则运行中如2引风机应保持较大些的挡板开度。4月25日的试验数据很奸地印证上述我们条件下，如1引风机叶轮使用寿命将远低于防2引风机的叶轮寿命尽管电除尘器投运后两台叶轮平均使用寿命比原来有所延长。

　　为了纠正这种自然存在的不理想的偏向，除了在进口处作些结构上的改进外，可在运行方式上采用以下的倾向性操作方式甲两台引风机并列运行时，如1用小开度，防2用大开度。乙引风机单侧运行时，如1风机少运行，防2风机多运行。通过以上操作参照今后叶轮磨损情况尽量作到两台叶轮等寿命或近寿命。在般操作方式情况下，1引风机的叶轮备用应考虑较为富裕些。

　　3.4风机在不稳定区域运行是风机气流异常振动的本质性原因。

　　这种振动属于风机本身的固有特性。解决气流异常振动问的根本方向是更换为比转速较低的新风机，或缩短473风机的叶轮宽度。其它努力方向则均为消极的，治标根本的得到改善。

　　4引风机振动现象的试验结果4.1点火过程单风机运行振动试验冷态点火过程，防2引风机单侧运行，当引风机入口挡板开度为30风机机壳振动剧增。电厂现场测量通频总振动为360构成总振动的各频率振动分量中以33出为峰值，已高达270化。我们知道，引风机的工作转速为980其转动频率为16.333只2，而风机失速时的频率为10.8沿为自然数，而当土=3时，10.88父3=32.666勺3出。由此我们可以判断，此为风机在不稳定区域内由于多个叶片气流阻塞而形成旋转失速形成的气流振动。

　　4.2进气箱入孔门启闭试验4月24日引风机并列运行。当如2引风机入口挡板开度为2025时，风机机700当乙侧风机挡板开度为30时，风机通频总振动为1000，1其中16出为度时的振动主因是16只2风机叶轮的转动频率。旋转失速的频率虽也已出现，但其在数量上不为主要因素。当入孔门开启后，33只2从341降到2425，1下降率为28，当入孔门又关闭后，33只2又上升到4，上升率为40.可入孔门的开启对33只2的下降有效，而且影响幅度很大，但对16出无效。16只2的振动显然与失速问无关。

　　4.3单侧风机运行带负荷试验4月24日上午如2引风机单侧运行。锅炉负荷为0比风机司炉盘挡板开度为100现场指只有70，电流已达额定值37人，盘氧量指值910此值已很大。此时风机机壳振动正常，只有150其中最大分量为17出50，可以忽略，而33出更微，只有182，此时甲侧风机开度为50左右停止运行，有大量循环风存在。因电动机额定功率31014界的限制未再带更高的负荷。

　　4月25日上午如1引风机单侧运行。锅炉负荷95以如1风机挡板开度盘为100现场指只有50，电流只有28人远小于额定电流37人。机壳总振动为270其中主要分量为16出170，33出20，忽略不计。氧量指为9.

　　4月27日下午，甲侧引风机停运，乙侧单侧运行带负荷负荷稳定在105此负荷得到司炉人员认可。

　　从上试验可以看出台引风机可带负荷1051仙儿以上挡板开度限制和电动机功率限制。此风机气流振动基本正常。

　　4.4引风机并列运行时寻求最小振动1挡板开度与电流的关系试验相同开度下如1引风机运行电流即负壳通频总振动为，其中碰最大为电流x乙，风机甲侧风机挡板开度风机风量分配不均匀的讨论结果。

　　2两台风机并列运行，台开度不变，另台调节开度，观察振动发生情况的试验。

　　化1引风机运行化2引风机运行1组开度由075，未发现振动振动，35下降20不振2组开度2060均不振动开度6010均不振动3组各开度下均不振动想，可以打开如1引风机进口风箱入孔门。

　　热态运行中，尽量用台引风机带到最高负荷以不满电流为限，这样可以使风机运行平稳，不产生异常振动，同时有利于节电运行。最高锅炉负荷可以暂定为1001051更换为38014界电动机后，可带更高当引风机电动机电流接近额定值时，可再启动另台引风机运行。在两台引风机的挡板开度大小的控制上，应充分利用已发现的不产生异常振动的较佳配合开度，并继续探索其规律。

　　风机热态运行中气流总振动中含量最丰富的为16只2.显然，此系工频转速引发的气流振动，与风机失速无关。可在导致工频扰动的影响因素上找查其原因。目前如2引风机停机怠速过程中已发生有明显的有节奏的与主轴转动同周期的金属弦音，显系由于机械碰磨现象所致，应予及时消除。

　　6今后的工作方向从上组试验中，可以看出第组从小开度到大开度时未发现振动，而从大开度到小开度时发现了异常振动。而第组和第组均未发现异常振动。现出异常振动出现不解。但是我们已寻找出台风机处在某适当开度时如如1风机10，如2风机5 15时可以使另台主力风机不出现明显振动的理想运行方式。对此特点的开发和利用，在目前仍属十分必要和有效。

　　5遏制目前引风机运行中气流异常振动的可行性研究结果1锅炉吹扫，点火时，最好用系统阻力较小的如1引风机单台运行。如有异常振动，可全开处在停运状态的如2引风机的入口挡板门，即可消除失速振动。如果仍不理目前，引风机异常的运行状态多与引风机选型不当问密切相关。最根本的工作方向应是解决风机参数的良好匹配问。

　　最简单的改进方法是舍掉脱硫装置不用，使引风机机壳出口直通至水平烟道。此时，不更换电动机即能使单台引风机带满负荷1301儿。厂用电减少，风机内呈负压状态，烟囱自拔力提高，厂区卫生条件改善，气流异常振动将不复存在。此方案节电效果很大，工程费用很小。从解决气流振动的方向来看，仍是十分有效的，但这只能属于消极的非治本的范畴。从长远的意义看，引风机本身将面临着必要的技术改造，使新风机能更好的适应电厂管路系统的特性，达到良好的匹配状态。