摘要：本文通过阐述轴流风机失速的机理，结合某1000MW新建火电厂实际生产中动叶可调轴流式HU27648-AA型引风机失速的现象和特点，剖析了发生失速的深层次原因，提出了机组高负荷下处理引风机失速异常的具体建议，并针对失速原因给出了经过实践检验的防范措施，从而对电厂正确处理和预防引风机失速事故有一定的借鉴意义。
关键词：引风机；失速；分析；预防措施
0 引言
大型火电机组的引风机发生失速后，其出力大幅下降，压力与流量波动较大，对锅炉安全和稳定运行构成威胁，会导致火焰外喷、燃烧失稳等后果，严重时将造成炉膛熄火。东南沿海某新建电厂1000MW火电机组在900MW以上的高负荷区域多次发生引风机失速，对机组的安全、稳定运行造成严重影响。本文将对该现象进行探讨，以帮助运行人员降更好应对引风机失速问题。
1 设备简介
某电厂一期（2×1000MW）锅炉是东方锅炉股份有限公司生产的超超临界变压运行本生直流炉，其型号为DG3100/28.25-Π1。每台锅炉配备两台成都凯凯凯电站风机有限公司生产的轴流式HU27648-AA型引风机。
2 轴流风机失速机理
轴流风机叶片前后的差压，在条件一定时，其大小决定于动叶冲角大小，在临界冲角以内，上述差压大致与叶片冲角成比例，不同的叶片型有不同
的临界冲角值，翼型的冲角超过临界值时，气流会离开叶片凸面发生边界层分离现象，产生大面积的漩涡，此时风机的全压下降，阻力急剧增大，这种情况成为“失速现象”或“脱流现象”。[1]
“失速现象”出现时，风机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，此时，叶片的动应力增加，可能导致叶片断裂，造成重大设备损坏事故。[2]
3 引风机失速的危害
风机在运行中发生失速时，由于气流发生强烈震荡，噪声加剧，不仅使叶轮的叶片应力大大增加，同时对叶轮焊缝、连接铆钉带来很大冲击，而且使轴承和轴承座的振动增大。风机失速时，风量、风
压大幅降低，将导致炉膛压力突升，造成燃烧剧烈晃动，火焰喷出炉膛，可能引起相关设备损坏，甚至人员伤亡，也有可能扩大为锅炉熄火事故，从而影响机组的稳定性、安全性和经济性。锅炉负压投入自动时，并联运行的另一台引风机将自动快速增加出力，容易造成其电机过负荷。[3]
4 引风机高负荷失速分析
4.1 失速现象
2016年1月到5月，某电厂连续出现引风机失速故障，每次失速的特点及现象基本相似，现以1号炉B引风机失速为例进行分析。2016年1月12日，1号机组负荷1000MW，CCS方式，五套制粉系统运行，炉侧双套辅机运行，总煤量366t/h。此时，由于主蒸汽压力和主、再热汽温略有下降，机组负荷缓慢下降，协调自动增加锅炉风量和燃料量，在此过程中，炉膛压力从-100Pa左右突然大幅上升，最高升至1012Pa（MFT动作值为±3000Pa），正压过程持续8分钟，两台引风机动叶从86%自动开大至95%（上限），A引风机电流从452A突升至605A（额定电流为607A），B引风机电流从442A突降至384A，两台引风机入口压力上升、出口压力下降，炉内火焰和烟气从炉底干渣系统喷出，并将部分人孔门顶开，B引风机就地噪声和振动明显增大。
4.2 失速处理
（1）失速发生后，相关人员应保持镇定，不要慌乱，并在当值值长的统一指挥下进行处理。
（2）及时联系锅炉区域作业人员（巡检员、保洁人员等）告知情况，引导其暂时撤至安全区域，避免出现人身伤亡事故，并通知消防队至现场待命。
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（3）操作员将B引风机动叶撤手动关小，并对A引风机的运行情况加强监视，如发现其出现电流超限等情况，立即将动叶撤手动关小，若两台引风机自动均撤出，则送风机自动也会撤出，应根据负荷和燃烧情况及时减小送风机出力，以便在满足燃烧的情况下，尽快恢复炉膛负压。根据经验，1B引风机动叶要降至65%左右才能避开失速区重新恢复出力（不同风机可能存在差异，以实际情况为准），前期可适当加快减小1B引风机动叶开度的速度。巡检员加强对两台引风机的检查，发现异常及时告知值长或单元长。
（4）快速减负荷，以保证风量与负荷匹配
（5）缓慢将1A引风机动叶开度减小，以便1B引风机尽早恢复出力，过程中密切注意炉膛负压变化。
（6）处理过程中密切关注主机参数，凝汽器、除氧器和各加热器水位的变化，以免事故扩大。
（7）当1B引风机脱离失速区后，缓慢将其并入运行，并调节两台引风机出力平衡，逐渐恢复机组正常运行方式。
（8）事故处理结束后应加强对相关设备的检查，避免衍生故障的发生。
4.3 失速原因分析
（1）停机期间对1号炉两台引风机进行检查，未发现问题。风机动叶执行机构全行程活动正常，叶片动作一致，无卡涩及异常，风机前后两级叶片和同级叶片安装角的角度偏差在规定范围内，可以排除引风机动叶执行机构内部故障原因。
（2）该机组2015年底投产，运行中两台引风机电流、压升和动叶开度等参数均接近，且调节性能良好，开排除因调节性能偏差大而导致失速的原因。
（3）失速期间，脱硫系统工作正常，引风机出口烟道无明显变化，可排除因脱硫系统故障导致失速的原因。
（4）经过以上分析，基本排除了风机本身的原因和引风机出口烟道阻力变化的原因，为进一步查清原因，对影响引风机入口烟道阻力的主要设备空预器进行了分析，如果空预器堵塞，将使引风机入口的烟道阻力发生变化，从而改变引风机的工作点，若工作点落到不稳定区域可能造成引风机失速。由分析可知，设计为1.34KPa的空预器烟气侧进出口差压在引风机频繁失速期间明显增大，甚至达到设计值的两倍，其可能是造成引风机失速的主要原因。沿着这一思路，运行人员对空预器进行了在线水冲洗，并利用停机时间将空预器蓄热板全部取出进行彻底清洗，同时，在运行中通过提高空预器吹灰质量和控制脱硝喷氨量等手段来控制空预器烟气侧进出口差压。实践证明，空预器烟气侧进出口差压维持在较好水平时，引风机再未出现过失速现象，即空预器堵塞引起的烟道阻力变化是造成引风机失速的主要原因。
5 预防引风机失速的措施
（1）加强对空预器的监视和检查，特别关注空预器烟气侧进出口差压，运行中通过提高空预器吹灰质量，适当控制脱硝喷氨量以及在线水冲洗等手段来避免和减缓空预器堵塞。运行中还要关注空预器LCS的运行情况，避免LSC失常造成漏风过大而额外增加引风机的出力。
（2）机组在900MW以上的高负荷区域运行时，加强引风机相关参数变化情况的监视和分析，可根据引风机运行情况适当减缓加负荷速度或适当降低机组负荷。
（3）巡检人员加强对两台引风机的检查，，发现异常及时汇报。
（4）加强集控与灰硫联系，双方有相关操作及时沟通。
（5）风机检修时，全面检查风机叶片的安装角，调整前后两级叶片和同级叶片的角度，保证叶片角度偏差在规定范围内。
6 结论
本文通过对某电厂1000MW火电机组引风机失速情况进行剖析，找出了大型锅炉引风机在高负荷工况失速的共性和特点，对运行人员给出了失速处理的具体建议。此外，本文还指出引风机在高负荷工况频繁失速的主要原因是空预器堵塞引起的烟道阻力增大，烟道阻力增大使得引风机的工作点向不稳定区域移动，并最终造成了引风机失速，对此，本文针对性地给出了预防失速的具体对策。本文中的失速处理建议和预防对策均是从某电厂生产实践中总结得出的经验，建议和对策可行有效，可供同类型机组借鉴。
参考文献：
[1]董志乾.引风机失速的原因及分析及运行中的防范对策[J].热电技术,2014,2:20-22.
[2]章德龙.超超临界火电机组培训系列教材.锅炉分册[M].北京.中国电力出版社，2013.
[3]王军民.双级动叶可调式轴流引风机高负荷失速分析[J].浙江电力,2016,35(8):50-52.
论文作者:杨帅,郭昊波,李永景
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/11
标签：引风机论文; 叶片论文; 风机论文; 机组论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 两台论文; 《电力设备》2018年第1期论文;