摘要： 针对浙江浙能兰溪发电有限责任公司一起因燃料RB导致的一次风机失速事件，在轴流风机失速机理基础上，根据事故前后实测数据对一次失速的原因进行了一些分析，并针对性的提出一些防范措施，为避免机组今后出现类似危险工况提供借鉴。
关键词：RB工况；一次风机；失速；原因分析；防范措施
0、前言
近年来，由于动叶可调轴流风机具有体积小、质量轻、低负荷区域效率高、调节范围广等优点，火力发电厂普遍采用动叶可调式轴流风机。但由于轴流风机具有驼峰形性能曲线的特点，理论上风机存在不稳定区域。当风机工作点移至此区域，就可能引发风机失速现象。我厂#1机组在高负荷运行时，发生了因燃料RB导致一次风机失速事件。本文通过对事故参数比较，结合轴流风机机理进行了一些分析，并提出防范措施，为提高机组运行的安全和可靠性提供参考。
1、轴流风机失速机理
轴流式风机叶片为机翼型，正常工况时，气流方向与叶片叶弦的夹角（即为冲角）很小，气流绕过叶片保持流线状态。当空气顺着叶片进口端（冲角α=0）按图la流向流人时，叶片背部和腹部的平滑“边界层”处的气流呈流线形。作用于叶片上的力有两种：一是垂直于叶面的升力，二是平行于叶片的阻力，升力≥阻力。当空气流人叶片的方向偏离了进口角时，形成正冲角（α>0），如图1b所示。当冲角增大至临界值时，叶片背面工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶背尾端出现涡流区，即“失速”现象。冲角越大，脱离现象越严重，甚至出现流道阻塞的情况。此时叶片的升力大幅度降低，阻力大幅度增加，压头降低。
轴流风机的失速是由风机的叶型等特性决定的，同时也受风道阻力等系统特性的影响，动叶可调轴流式一次风机的特性（1）、在动叶相同开度下，管路阻力越大，风机出口压力越高，风机运行越接近不稳定工况区；（2）、在管路阻力特性不变的情况下，风机动叶开度越大，风机运行点越接近不稳定工况区。
2、RB工况中一次风机失速经过
兰溪电厂安装四台600MW超临界燃煤发电机组。锅炉由北京巴威公司制造。型号为：B&W B-1903/25.4-M，每台锅炉配有6台ZGM中速磨煤机。5用1备，配备两台AST-1812/1250型一次风机。8月9日#1机组负荷600MW，ABCDF磨煤机运行时，#1D磨煤机因磨辊温度高跳闸，燃料RB触发后以30%/min的速率下降至目标负荷560MW。降压速率为5Mpa/min至目标压力22Mpa。此过程中一次风母管压力在自动调节，一次风机压力逻辑设定值由9.5kpa自动降至8.75kpa。
RB后机组降负荷过程中，发现#1B一次风机动叶开至90%，而风机电流及风压迅速下降，一次风母管压力降至最低6.5kPa。同时，#1A一次风机动叶开至90%后，风机电流及出口风压迅速增大，且风机异常发生后，风压、风机电机电流等参数突变后未发生波动，根据现象判断#1B一次风机发生失速，将#1B一次风机动叶自动撤出，手动调节使#1B一次风机脱离不稳定工作区域。
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3，失速原因分析
（1）系统阻力的影响
由于兰溪电厂一次风机出口管路原通流能力较小，容易发生出力受阻现象，后经扩大冷风通道后有所改善，但由于一次风通风管路布置在靠#1A、#1F磨煤机两端，造成#1A、#1F磨煤机抢风严重，加上测量等原因，位于通风管路中间的#1B、#1C、#1D磨煤机热一次风量处于相对不足状态。加上煤质较差，失速前机组满负荷工况下，五台磨煤量都较高，磨煤机电流均已达60A以上，部分磨煤机热风调门已至100%。在#1D磨煤机跳闸前曾出现微堵现象，因此为保证磨煤机安全运行，一次风压力偏置设置在+0.8kPa，一次风母管压力处于较高水平。
#1D磨煤机跳闸后，该磨煤机冷、热风快关门、调节门联锁关闭，这使得短时间内一次风系统通流阻力骤增，导致两台一次风机在自动控制下各参数剧烈波动，#1B一次风机出口风压最高达到11.56kPa。根据轴流风机特性，风机出口压力越高，风机运行越接近不稳定工况区，因此，RB过程中一次风系统阻力的突增是引起#1B一次风机失速的重要原因。
（2）系统漏风的影响
由于磨煤机受带负荷能力限制，煤质差且负荷高时一次风进出口差压高，一次风系统阻力偏大，加之空预器密封性能差，空预器漏风率略高。满负荷时要求一次风机母管压力较高，本次磨煤机跳闸前一次风机母管压力达到10.3kPa，一次风机出口压力达到11.5kPa，接近一次风机失速区域运行，为一次风机失速埋下隐患。
（3）动叶开度的影响
通过数据可以看出，在机组正常时，两台一次风机电流相接近。而在两侧风机电流相同时，#1B一次风机的动叶开度始终要比#1A一次风机的开度大。通过就地核对，风机叶片安装角度没有明显差异。因此RB发生时，由于#1B一次风机动叶开度比#1A风机大，#1B一次风机首先进入不稳定区域，进而先于#1A风机发生失速。与之并列运行的#1A风机动叶开度也开大至90%，却并未失速，是因为#1B风机失速后出力锐减，一次风母管压力迅速降低，系统的管网阻力特性随之变化，阻力特性曲线下移，风机出口风压降低，使得#1A一次风机运行点远离不稳定工况区。
4、防范措施
分析可知，系统阻力过大，动叶开度大，风机瞬时进入风机不稳定工区是发生失速的真正原因。此工况当高负荷发生风阻剧变时最易出现。为保证燃料RB功能的正常投用，确保在类似工况时不发生失速，建议采取以下措施：
（1）、对磨煤机磨辊温度原件和接线方式进行改造，提高测量稳定性。
（2）、在保证各磨煤机入口风量满足、不发生堵磨的前提下，运行中保持较低的一次风母管压力，控制一次风机出口压力不超过11kPa。
（3）、通过改造降低空预器漏风率，降低运行时一次风压力。
（4）、磨煤机跳闸后风门快关逻辑适当修改，如热风快关门先关闭，延时关闭冷风快关门，缓解一次风系统阻力突升势头。
（5）、高负荷时若热风出力不足，尽早切换运行方式或减负荷。
（6）、将非一次风机RB触发后，设置合适的超驰关一次风机动叶开度值，提升风机自动调节响应。
参考文献：
[1]杨诗成、王喜魁主编.泵与风机.北京：机械工业出版社，2009
[2]华国均主编.轴流风机失速与喘振的对策.浙江电力，2002
作者简介：
唐立宝（1982—），男，工程师，本科，从事发电厂集控运行工作。
论文作者:唐立宝
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/30
标签：风机论文; 轴流论文; 工况论文; 阻力论文; 叶片论文; 磨煤机论文; 风压论文; 《电力设备》2017年第25期论文;