（广东拓奇电力技术发展有限公司 510663）
摘要：轴流风机是一种低压头、大流量风机。由于其独特的优势，被应用于各个工业领域。因为轴流风机结构复杂，许多旋转部件和失速现象时有发生。本文根据历史趋势和数据比较，根据轴向风机的特点，推断故障原因可能是叶片缩放或静叶调节系统的故障。通过对其停机状态的检查，进一步确定了主叶片的尺寸和技术分析，恢复了故障演化过程，并提出了降低轴向风机失效的具体措施。
关键词：轴流风机；流量异常；叶片结垢
概述：压缩机广泛应用于国民经济的许多领域，特别是石油、化工、制冷、电力、采矿和冶金工业，以增加加工气体的压力和运输。在各类压缩机中，轴流式压缩机具有效率高、流量大、重量轻、体积小的优点。因此，在大型炼油企业中，催化裂化装置的再生装置需要大量的风力和低压。他们大多使用轴流压缩机。但是，轴流压缩机的工作范围狭窄，对工作材料中的杂质敏感，容易磨损叶片。因此，为了确保轴流压缩装置的安全可靠运行，要配备高精度空气过滤器，以满足该装置对压缩气体的要求。
1.轴向风扇的特性
（1）空气温度和湿度对轴流风机流速的影响符合气体状态方程。在实际生产中，变更值也可与机组的浪涌线标定数据进行比较验证。
（2）由于轴流风机主要依靠法兰的膨胀来增加气体压力，因此气流角度对法兰的性能非常敏感。在实际应用中，空气冲动角一般通过改变静态法兰角度（即静叶角度）来改变，使机组风量变化，在满足工艺要求的前提下调整风量，降低能耗。
（3）轴向风力涡轮机动力叶片的叶型决定了叶栅压力比和效率，也决定了风机的性能。目前，轴向风机的动、静叶片大多为三元流设计，整体效率较高。但是，由于精确度较高，如果外部干扰因素造成叶片损伤或叶片缩放，即叶片类型改变，压缩机的压缩比和效率会降低，而叶片的尺度问题也会导致轴扇的工作范围缩小。在极端情况下，会影响轴系统的动态平衡，造成停机事故。
2.风机流量异常分析
2013年1月至2月，长期持续的雾霾天气，洛阳支线1#催化裂化装置为再生装置，将静叶可调轴向风机（工艺编号：3#主风件）在静叶几乎完全打开的状态下，风力越来越小。随着气温的不断变化，风量的波动超过了正常值。为了防止机组突增，必须降低风机出口压力，以控制机组突增余量，从而导致蓄热器低压、焦化效果不佳、产品分布恶化、设备指标和经济效益。如果该装置的工作条件进一步恶化，该装置很可能急剧减少，甚至紧急关闭。
为了确定机组运行条件的变化趋势，对1月至2月初机组的入口温度、流量、静叶开口、出口压力等主要参数进行了总结分析。在进入温度为0~10°的小变化情况下，1月19日之前的平均进入风量约为2450nm3/min，2月初逐渐降至平均2350nm3/min。在1月19日之前，风扇的退出压力可以维持在0.23毫微克，然后即使静叶的角度继续开放，风量没有上升而是下降，在2月初逐渐下降到0.2毫微克至0.21毫微克。这表明，与一般情况相比，开静叶角度风量的增加是失败的。在静叶角保持接近全开的条件下，风量和出口压力显著降低。在整机性能方面，风扇的能力严重下降。
当温度变化快，静叶微调时，风量有突然下降和突然上升的异常趋势。通过轴系的监测数据，发现主风机的振动值也在较小范围内波动，出口的振动值变化较大。这表明外部因素严重干扰了风量的稳定。然而，了解风量突然下降后的快速恢复是比较困难的。如果移动和/或（和）静叶鳞片，叶片的叶形改变。容易理解的是风量的突然下降被迅速恢复，但是否缩放可以导致风量的突然下降和突然上升需要研究。
3.机组检修及主因确认
通过以上分析，虽然原因无法最终确定，但无论是静叶调节系统的问题，还是叶片缩放的问题，都需要停机检查和大修。因此，在完成备用1#主风单元的测试操作后，2013年5月14日，3#主风单元被切为1#主风单元。然后，在3#主风单元上对静叶调节机构进行无负荷调试。调试结果表明，该算法可以在正常范围内移动，但存在滞后现象。第二天，3#主风机组被拆除并大修。
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3.1对该单位进行解体检查
（1）入口导叶和一级、二级静叶较为严重，特别是第一、二级静叶的迎风面很厚，面不均匀，而靠近单位的侧比外侧的侧更严重。从流动特性分析，由于机组外气流的圆周速度较高，外鳞薄，静叶接近全开位置时，由于迎风面上的厚鳞和不均匀的表面，叶弧处气流的正角不一致，造成气流产生涡旋，流动方向相对发散，形成二次流动，造成风扇能量损失。提高，降低效率和风量的巨大变化。由于多级动、静叶的存在，有叠加放大效应，但以末端基元级，即第一级，最为严重。因此，从原始叶型与现今叶型的比较来看，原始的动态叶和静态叶都被设计成三线流，叶呈现出更完美的流线型弧线。刀刃的弧线在缩放后将不再是平滑的弧线过渡或不流线。当气流的冲动角变化与叶弧处的冲动角不一致时，气流的流向变化很大，显示出风量的剧烈变化。
（2）一级动叶的规模比叶的后弧更严重，受迫面的叶根更严重。过时基本上是没有规模的。也表明由于单位外缘的线速度较高，越接近叶根，尺度越严重。同时，由于力面上的正压较大，高速行进中的黏性物质在叶片的力面上粘合，而且叶背弧的正压要小得多，只粘在正朝向气流的叶片边缘。由于移动叶片与气流的相对速度大于静态叶片与气流的相对速度，因此静态叶片比移动叶片的规模严重得多。
（3）在静态叶片的轴上也有灰积或鳞片。考虑到3#的主风装置自1989年开始投入使用，静叶轴线处的石墨轴承一直没有更换。因此，轴和石墨轴承已经解体。人们发现，由于石墨轴承的磨损，轴与石墨轴承之间存在间隙。超过允许值，从而为尘埃和水蒸气的入侵创造条件。长时间的湿尘沉积会导致叶子不明显地活动。
通过以上的检查和分析，可以确定导致风量波动异常、压缩机压力比降低、效率降低的主要原因是动态叶片和动态叶片的缩放。
3.2分析缩放物质
对比例材料进行取样，同时考虑到周围环境中可能存在的大气污染源和分析方法，目的是确定有机和无机物质的比例。试验结果表明，天平中90%以上的成分都可以燃烧，残留的灰小于10%。因此，根据企业生产的性质和周围的环境，推断规模材料中存在着焦炭、煤粉、重油和天然气等微小的有机物，并且同时存在少量的无机尘埃。
为了避免类似事故，应从维护质量、进口过滤器维护和环境管理等方面采取预防措施：
（1）当机组大修时，应尽量清洁机组入口管道，确保机组内部部件叶片上无污垢。
（2）维护保证了各运行机构的灵敏度和位置，同时尽可能提高动、静叶片的明度，降低固体颗粒粘着的概率。
（3）为了降低固体颗粒的承载能力，应提高空气进口过滤器的过滤精度和过滤效率。遇到雾霾天气时，应及时更换滤芯，不得牺牲滤芯效果以增加风量。（4）加强环境污染控制，减少大气颗粒物含量。
结束语
轴流风机的工作与机组工作的稳定性有关。虽然它是辅助设备，但它没有轴向流动风扇的散热工作。主机组不能长时间工作，因此轴流风机在工业生产中极为重要。为了提高轴流风机的工作效率，最直接的方法是降低轴流风机的故障频率，提高轴流风机的工作可靠性。首先需要对轴流风机的故障进行分类，然后找出轴流风机失效的原因，通过原因解决问题，并并行使用多组。一方面提高了工业单位的冷却效率，另一方面也很方便。维修保养工作中，即使轴扇发生故障，系统仍能正常运行。
参考文献
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[4]王永生，陈虎，刘建永.轴流风机研究现状及发展趋势[J].装备制造技术.2012（01）
论文作者:柯立壮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/27
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