1 中国华电集团公司宁夏分公司；2 宁夏国华宁东发电有限公司 宁夏银川 750002
摘要：针对某电厂在高负荷运行时，引风机频繁发生失速异常现象。通过现场试验分析及相关理论计算方法，确定风机失速的主要原因是空预器堵塞使得阻力升高，使得烟气系统的阻力和引风机不匹配所致，最后给出了相应防范措施，确保风机在稳定区域内运行，保证锅炉安全、可靠运行。
关键词：电站锅炉；失速
近期，某厂锅炉在高负荷运行时， 引风机频繁发生失速异常现象，具体表现为风机电流频繁波动，炉膛负压也随之波动。为了解决此问题，电厂委托电科院对#1机组引风机进行热态诊断试验。通过对风机目前运行的烟气量、风压、功率等参数的测试，分析风机失速的原因。
1 锅炉及引风机概况
某热电公司锅炉型号为SG-1165/17.5-M743，系上海锅炉厂生产的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉。锅炉采用：单炉膛、∏型布置、平衡通风、冷一次风正压直吹式制粉系统、四角切向燃烧、直流燃烧器摆动调温、全钢构架悬吊结构、紧身封闭、干式固态连续排渣。每台锅炉配两台成都电力机械厂生产的HU25236-22G型动叶轴流引风机。
2引风机失速机理及原因分析
风机正常运行时，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，即产生“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。
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。如图2中，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[1]。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。这种现象继续进行下去，使失速所造成的堵塞区沿着与叶轮旋转相反的方向推进，即产生所谓的“旋转失速”现象。风机进入到不稳定工况区运行，叶轮内将产生一个到数个旋转失速区。叶片每经过一次失速区就会受到一次激振力的作用，从而可使叶片产生共振2-3]。此时，叶片的动应力增加，可能致使叶片断裂，造成重大设备损坏事故。
大型火电机组的引风机一般是定转速运行的，即叶片周向速度u是一定值，这样影响叶片冲角大小的因素就是气流速度与叶片开度角。当叶片开度角β一定时，如果气流速度c越小时，冲角α就越大，产生失速的可能性也就越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从图2还可以看出，当流速c一定时，如果叶片角度β减小，则冲角α也减小；当流速c很小时，只要叶片角度β很小，则冲角α也很小。因此，当风机刚启动或低负荷运行时，风机失速的可能性大大减小甚至消失[4]。
3 引风机失速原因分析、解决方法
3.1引风机失速原因分析
为了确定风机失速的原因，特对烟气系统阻力进行测量，从烟程实测的压力值来看，机组在最大负荷工况时，空预器阻力分别为2500Pa、2270 Pa，电除尘器的阻力分别为359 Pa、353 Pa，两侧空预器的平均阻力高于设计值1135 Pa。这说明空预器存在较为严重的堵塞，这是导致引风机失速的主要原因，要解决风机失速的问题，首先要降低烟气系统的阻力，特别是空预器的阻力[5]。
3.2改造方案
为克服环保改造后机组BMCR工况下烟风系统阻力，引风机必须进行大改，结合电厂的环保改造，无论在机组正常工况下，还是在空预器阻力较大情况下，引风机均能保证机组BMCR工况下安全稳定运行，且引风机运行效率较高。本次推荐改造方案为将原引风机更换为HU25242-222G型引风机[6]。
4 改造后效果评价
为了评价改造前后的效果，#1机组在满负荷运行工况下，现A、B引风机运行点离失速线较远[7]。根据电力行业标准DL/T468-2004《电站锅炉风机选型和使用导则》规定，轴流风机的失速安全系数k值需＞1.3，现引风机失速安全系数满足规程要求。
5结论
（1）空预器存在较为严重的堵塞，这是导致引风机失速的主要原因，要解决风机失速的问题，首先要降低烟气系统的阻力，特别是空预器的阻力。
（2）根据改造前引风机性能试验结果，结合电厂各项环保改造，引风机不满足机组满负荷安全稳定运行的要求，必须对引风机进行增容改造。
（3）电厂超低排放改造后，无论在机组正常工况下，还是在空预器阻力较大情况下，引风机均能保证机组BMCR工况下安全稳定运行，且引风机运行效率较高，改造后引风机的安全性和经济性均有所提高。
（4）本次成功改造，为同类电厂解决类似问题提供了思路，具有一定的指导意义。
参考文献：
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[4] 陈珣，段学农，汪毅刚.某电厂300MW机组锅炉引风机改造选型的经济性和安全性分析.节能：[J].2014，（2）：37-39.
[5] 国电大武口热电有限公司#1锅炉引风机改造科研报告[R].南京：国电科学技术研究院，2016．
[6] 续魁昌．风机手册．北京：机械工业出版社，1999．
[7] D L ／T 4 6 8 - 2 0 0 4 电站锅炉风机选型和使用导则[S]．北京：中国电力出版社．2004．
[8] 丁连生．600MW机组风机节能改造效果[J]．能源技术经济，2011，23（4）：38-42．
[9] DL 5000-2000 火力发电厂设计技术规程[S].北京：中国电力出版社，2000．
作者简介：
马骏骥，男，籍贯宁夏，工程师，长期从事电厂集控运行，现就职于中国华电集团公司宁夏分公司。
论文作者:马骏骥1,王建宁2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：叶片论文; 风机论文; 引风机论文; 阻力论文; 锅炉论文; 工况论文; 机组论文; 《基层建设》2017年第33期论文;