摘要：分析了轴流风机在批量生产时出现静压效率下降和风机静压降低的原因，提出了诸如调整叶轮与风筒间隙、改进制造工艺等一系列合理的措施，保证了该类风机静压效率及风机静压达到样机水平，并确保风机性能稳定，提升轴流风机的运行效率，为工业生产提供一定的帮助。对此，本文笔者主要对当前造成轴流风机效率降低的几方面问题，以及相应的几点处理措施在展开分析，具体分析如下。
关键词：轴流风机；效率降低；问题分析；处理
前言
轴流风机的启动与安全运行直接影响着工业的生产与安全。对于一些风机设备容量大，又远离变电所，风机启动时线路压降大，而轴流风机转动惯量大，风机又带负荷启动，故启动问题成为矿井通风机电气设计的关键问题。
1轴流风机效率降低问题分析
1.1轴流风机问题
单级叶轮部分叶片开度不同步主要是由于滑块磨损、调节杆与曲柄配合松动、叶柄导向轴承及推力轴承转动不畅引起的。这些部件均为液压缸到动叶片之间的传动配合部件，会导致部分风机叶片开度不到位，而风机叶片重量及安装半径均较大，部分风机叶片开度不一致会产生质量严重不平衡，导致风机在高转速下出现明显振动[1]。静叶可调轴流风机叶片开度的冗余度较大，低负荷下静叶开度的变化容易导致风机工作点落入不稳定运行区域，产生流体脉动甚至喘振，引起强烈振动。由于轴流风机的结构特点，其在转速频率及叶片通过频率附近的固有频率较大，很容易产生局部共振。如风机各支腿、上下壳体、支撑板、叶片等均有１到几个固有频率，有些叶片通过频率与风机常见的故障频率非常接近，很容易引起局部共振。因焊接刚度、局部应力、腐蚀或异物进入，导致风机动叶片及导叶严重磨损甚至局部脱落，引起流体脉动。
1.2风机失速问题
风机运行中导致风机流量和压力不匹配的因素都可能导致风机失速，而电站风机运行中有以下几个主要因素会导致风机发生失速[2]。2台风机并列运行时风机特性相差过大，致使2台风机风量严重不平衡；风机出入口风道堵塞，如空预器或暖风器发生严重积灰；风机出口挡板销子脱落或断裂等原因导致其突然关闭或部分关闭时；磨煤机跳闸时致使一次风量下降，尤其发生RB时跳闸两台磨煤机极易引发一次风机发生失速。
1.3风机导叶安装误差
该轴流风机为双叶轮结构，风机导叶安装在叶轮二和叶轮一之间，导叶相对于叶轮一为后导叶，将叶轮一流出的偏转气流旋回轴向，同时将偏转气流的动能转变为静压能，使风机的静压效率显著提高，并使风机最高全压效率工况点和最高静压效率工况点彼此接近[3]。如果导叶的安装尺寸有所偏差则会导致气体流动不畅，在导叶出口处会出现负压区，部分气体反方向回流，从而导致风机效率和压力下降。
1.4轴承温度高问题
风机轴承温度异常升高的原因有三类：润滑不良、冷却不够、轴承异常。离心式风机轴承置于风机外，若是由于轴承疲劳磨损出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高，一般可通过听轴承声音和测量振动的方法来判断；如是润滑不良、冷却不够的原因，则较易判断。而轴流风机的轴承集中于轴承箱内部，置于进气室下方。当发生轴承温度升高时，由于风机在运行，很难判断是轴承有问题还是润滑、冷却的问题。
1.5叶片磨损问题
叶片磨损的大致原因有：非设计工况下有进气冲角气流尘粒冲刷、旋风除尘器下部积灰、叶片本身材料及焊缝硬度不够。
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2轴流风机效率降低问题的处理措施
2.1轴流风机问题处理措施
在处理大容量轴流风机异常振动时，除常规的故障频率分析外，还应分析振动的变化特点，如振动随时间、负荷、开度、环境温度等的变化情况，升降速、刚定速及带负荷下的振动情况，现场连接部件差异振动、松紧螺栓振动的测试情况。２次动平衡振动规律差异较大时，应去掉前期所加平衡块，测试２次启机后振动的重合性，找出其本身振动变化的原因。动叶可调轴流风机液压调节结构故障的原因很多，在发现振动与叶片开度关联较大，且出现明显叶片通过频率或工频谐波时，应重点排查液压调节结构松动、磨损等缺陷。
2.2风机失速问题处理措施
从以上分析可以得出处理失速方法的本质是设法减小冲角，恢复叶片线形绕流。实际运行中当风机发生失速时应采取以下紧急处理方法。通过以上介绍的风机失速时的现象迅速判断哪一台发生失速；快速降低机组负荷，降低运行磨煤机的煤量，减少一次风系统阻力，以防一次风量低造成磨煤机跳闸；缓慢降低发生失速风机的动叶角度，注意风机出口压力变化，当风机出口压力上升时，说明该风机已开始逐步脱离脱流区域，由于风机发生失速时出力已大幅度下降，关小失速风机不会造成一次风机母管压力下降，相反，关小动叶后由于冲角下降，风机失速程度降低，风机出口压力会有所上升；注意发生失速的一次风机振动及出口风温、风压变化，并对一次风机进行就地检查，当一次风机出口风温及风机振动恢复正常时，说明一次风机已脱离失速区，此时可逐步调平2台一次风机的出力。
2.3导叶安装的控制
目前，我厂增加了导叶安装定位及组焊模具，并严格按导叶图纸施工，定期检查和修理导叶组焊模具，确保导叶的实际进口、出口气流角与设计进口、出口气流角保持一致，这样更有利于风机效率和静压的提高。
2.4轴承温度高问题处理措施
加油是否恰当。应按定期工作要求给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况。主要是加油过多，这时温度持续不断上升，达到某点（一般比正常运行温度高10℃-15℃）后，就会维持不变，然后逐渐下降。冷却风机小，冷却风量不足，轴流引风机处的烟气温度在120℃-240℃，轴承箱如果没有有效的冷却，轴承温度会升高。简单而且节约厂用电的解决方法是在轮毂侧轴承设置压缩空气冷却。当温度低时可不开启压缩空气冷却，反之，温度高时开启压缩空气冷却。确认不存在上述问题后，再检查轴承箱。
2.5叶片磨损问题的处理措施
当风机工作在非设计工况时，叶轮叶道内的实际进气方向与叶片进口处圆弧的切线方向不一致，形成较大的进气冲角，气流中的尘粒对叶片进口端的边缘产生严重的冲刷磨损。为此，采取减小排气阻力，使进叶道的气流方向接近叶片进口圆弧的切线方向的方法，从而减轻磨损。引风机进气口配备的除尘器是旋风式除尘器，除尘器本身的除尘效果比较好，但如果不能及时的清除除尘器下部积尘，积尘容易被引风机吸入，当粉尘微粒在气流带动下冲向叶片入口边缘，就像锉刀挫削叶片一样，加剧了叶片的磨损。应加强除尘器下部的积尘清理，降低烟气中的含尘量，根据煤质和锅炉的运行情况，每隔二个小时清除一次除尘器下部的积尘，这样就减少尘粒对叶片的冲刷磨损。叶片材料和焊缝的硬度不够，当粉尘微粒硬度较高时，就加剧了叶片的冲刷磨损。改进引风机叶轮，延长使用寿命，改机翼后弯叶片为单板后弯叶片，这样虽然会增大电机负荷，但可以避免在叶片磨损后内部积尘不均而破坏平衡，适当的延长了叶片的使用寿命。
总结
综上所述，在轴流风机运行过程中，受到多方面因素的影响，导致轴流风机运行效率较低，影响到风机的正常运行，因此，在面对这种现状，必须采取有效的处理措施，在保证轴流风机正常运行下，不断提升其运行效率。
参考文献
[1]叶小桦.孟加拉国多哈扎里电厂轴流风机叶片断裂问题分析与处理[J].机电信息,2015,(30):64-66.
[2]高平,刘梦安,阳吉初.轴流风机效率降低问题分析与处理[J].机械工程师,2012,(04):96-97.
[3]戚美.轴流通风机动叶片的声振分析及其应用[D].山东科技大学,2005.
论文作者:李峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：风机论文; 轴流论文; 叶片论文; 轴承论文; 磨损论文; 叶轮论文; 效率论文; 《电力设备》2017年第13期论文;