（大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂 河北张家口 075133）
摘要：张家口发电厂2号锅炉送风机为上海鼓风机厂制造的 FAF20-10.6-1 型动叶可调轴流送风机，在运行过程中，#1送风机震动异常增大，停运后检查发现共有3片叶片发生断裂，其中1片开度与其余叶片不同。采取了更换断裂叶片，重新做动平衡等措施，及时恢复风机的安全运行。
关键词：电厂轴流风机；叶片漂移；失速；喘振
1.前言
大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂（以下简称张家口发电厂），共安装 8 台320MW 燃煤发电机组，配套锅炉为东方锅炉厂制造的蒸发量为 1025t/h 一次中间再热燃煤汽包锅炉。每台锅炉配备两台上海鼓风机厂制造的 FAF20-10.6-1 型动叶可调轴流送风机。
2.设备概况
张家口发电厂 8 号锅炉是由东方锅炉厂生产的 DG1025/18.2-II4 型亚临界、中间再热、自然循环、全悬吊、平衡通风、燃煤汽包锅炉。该锅炉设计冷一次风机直吹式制粉系统，磨煤机选用 HP863 型中速磨煤机，共 6 台，其中 1 台备用。采用四角布置、切圆燃烧、直流摆动式燃烧。送风机设计参数为：流量146.9m3/s，压升5055Pa，轴功率863KW，转速1485r/min，叶片数量16，叶片调节范围45度，叶轮直接1966，电机型号YKK1560-4，电机额定功率1120kw，电压6000V。
3.事故经过
2019年02月26日15时40分，机组负荷220MW，1号送风机动叶开度57%，送风机电流45.97A，水平向轴承振动为8．584mm/s，运行正常。15时45分，1号送风机动叶开度为59％，电流为45.86A，水平向轴承振动为16.314mm/s（已超量程）。15时47分，1号送风机动叶开度为62％，电流为48.21A，水平向轴承振动为20.849mm/s（已超量程）。因振动严重超标，已影响机组稳定运行，立即决定停运1号送风机，机组改为单侧运行。对1号送风机内部进行检查。检修人员揭除送风机大盖后，检查发现1号送风机转子叶片其中一个叶片与其他叶片开度已经不同步（一片全开，七片全关），不同步的叶片已经断裂，其他七片叶片中也有两片叶片损，动调头反馈执行杆盖板（改造后）已脱落，动调头支撑杆脱落。解体叶片，发现叶片根部与曲柄连接螺栓已松开，叶片与动调系统脱离。
4.事故原因分析
综合事故现场设备情况以及设备的运行历史进行分析，叶片断裂的原因如下：
轴流风机处于正常工况时，冲角（进气和叶片的相对速度方向与叶片叶弦的夹角）很小，气流通过后弯型叶片保持流线形态，如图 1所示。当气流方向与叶片方向的夹角为正时，即α>0，特别地当此夹角超过临界值时，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，即出现失速现象，如图1所示。冲角大于临界值越多，失速现象越严重。
图1 冲角与失速
在气流的冲击和风机本身的振动作用下，开度会任意变化，即所谓叶片漂移。图2为叶片漂移失速图，假设叶片3处于该位置时，冲角α已经超过了失速临界值，3、4 流道内由于失速产生涡流而阻塞，2、3流道尾部由于通流面积减小产生阻力，于是整个B区域形成气流低速停滞状态，严重时会造成A区域形成微正压，处于失速区的叶片会受到不稳定气流的强烈冲击力。轴流风机的环形叶栅上，旋转失速的频率，亦即激振力的频率等于或接近于叶片的固有振动频率时，它将使叶片发生共振，共振时的交变应力有可能到达使叶片折断的程度。
U—对应叶片的叶顶周向速度；c—气流原有速度；w—气流对叶片的相对速度；α—冲角
图2 叶片漂移失速
根据轴流风机的特性，风机性能曲线如图 2 所示，图中轴流风机的性能曲线 Q-H 是呈驼峰形状，对应最高效率的 Q-H 曲线上工况点 A 是最佳工作点，它是由风机和管路共同决定的。具有驼峰曲线的轴流风机存在不稳定的工作区，当风机运行到不稳定工作区时，会出现风机失速，进而出现风机喘振。如处理不好导致轴流风机退出运行，严重出现风机损坏的事故。
图 3 轴流风机性能曲线
风机若用节流调节方法减少风机风量，如风机的工作点在 B 点右侧，则风机运行是稳定的。当风机的流量 Q<QB 时，这时风机所产
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论文作者:陈熙
论文发表刊物:《河南电力》2019年4期
论文发表时间:2019/10/30
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