电厂风机基本知识及故障处理.ppt

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1、电厂风机基本知识及故障处理,1、 风机的分类 2、电厂风机的主要特点3、电厂风机的主要构件及作用4、风机的工作原理5、风机的失速与喘振6、风机常见故障分析和处理,1、风机的分类,风机的定义：风机是将原动机的能量转换为被输送气体的压力能和动能的一种机械设备。,离心风机轴流风机,叶片式风机容积式风机,风机,往复风机回转风机,叶氏风机罗茨风机螺杆风机,1、风机的分类,在火力发电厂中，风机是锅炉设备中重要辅机之一，在应用上主要为送风机、引风机、一次风机等。 送风机 作用：向炉膛内送入燃料燃烧所需要的空气，用送风机克服烟气侧的空预器、风道和燃烧器的流动阻力，并提供燃烧所需要的氧气。 引风机 作用：将锅炉

2、产生的高温烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。经除尘装置后排向烟道，用来调整炉膛负压的稳定。 一次风机 作用：提供一定压力、一定流量的一次风，将煤粉干燥并送入喷燃器，提供煤粉挥发份燃烧所需热量。,1、风机的分类,在火力发电厂中，风机是锅炉设备中重要辅机之一，在应用上主要为送风机、引风机、一次风机等。 送风机 作用：向炉膛内送入燃料燃烧所需要的空气，用送风机克服烟气侧的空预器、风道和燃烧器的流动阻力，并提供燃烧所需要的氧气。 引风机 作用：将锅炉产生的高温烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。经除尘装置后排向烟道，用来调整炉膛负压的稳定。 一次风

3、机 作用：提供一定压力、一定流量的一次风，将煤粉干燥并送入喷燃器，提供煤粉挥发份燃烧所需热量。,火电厂技术联盟,2、电厂风机的主要特点,风机是发电厂锅炉设备中重要辅机之一，随着单机发电容量的增大，为保证机组安全可靠和经济合理的运行，对风机的结构，性能和运行调节也提出了更高更新的要求。一般来说，离心式风机具有较悠久的发展历史，具有结构简单，运行可靠，效率较高，制造成本较低，噪音小等优点，但随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已受到叶轮材料强度的限制，不能随锅炉容量的增长而相应增加。轴流风机则可以做得很大，且具有结构紧凑、体积小、质量轻、耗电低、低负荷时效率高等优点。,火电厂技术联盟,2、电厂风

4、机的主要特点,轴流风机和离心风机比较有以下主要特点：（1）轴流风机如制造成动叶可调式，则调节效率高并可使风机在高效率区域工作。因此，运行费用较离心风机明显降低。（2）轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机，采用离心风机会出现风道系统的阻力计算不很准确，实际阻力大于计算阻力，或遇到煤种变化所需风机风量、风压不同，就会使机组达不到额定出力的情况。而轴流风机可以采用动叶调节关小或开大动叶角度来适应风量、风压的变化、对风机的效率影响相对较小。,2、电厂风机的主要特点,（3）轴流风机有较低的飞轮效应值。这是由于轴流风机采用较高的转速和较高的流量系数，所以在相同的风量，风压参数下轴流风机的转子较轻

5、，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩远小于离心风机的启动力矩，一般轴流式送、引风机的启动力矩只有离心式送、引风机启动力矩的14.2%27.8%。（4）轴流风机的转子结构要比离心风机转子复杂，旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求也高，所以轴流风机运行可靠性比离心式风机稍差些。（5）轴流风机如与离心风机的性能相同，则轴流风机噪声比离心式风机高。因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上，转速也比离心风机高。,火电厂技术联盟,轴流风机主要构件及作用1、膨胀节：为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，而设置的一种挠性结构。2、轴承箱：调节叶片安装角，改变风机性能。3、动叶：将原动机输

6、入的机械能传给被输送的气体。核心部件。4、导 叶：使气流旋向进入叶轮，轴向流出。5、扩压器：将后导叶出来的气体的部分动压转变为静压。6、联轴器：用来联接不同机构中的两根轴，使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。,3、电厂风机的主要构件及作用,1、 进气箱；2、 膨胀节；3、 中间轴；4、 软性接口；5、 主轴承；6、 动叶；7、 导叶；8、 扩压器；9、 膨胀节；10、联轴器；11、罩壳；12、联轴器。,图1、轴流风机主要构件图,火电厂技术联盟,离心风机主要构件及作用1、叶轮：将原动机输入的机械能传给被输送的气体。核心部件。2、集流器：平稳、均匀、流动损失最小地将流体引入叶轮。3、导流器：调节风机

7、性能参数，扩大工作范围，提高调节经济性。4、进气箱：改善进气口气流流动状况，减少不均匀流动损失。5、蜗 舌：防止部分气流在蜗壳内循环流动。6、扩散器：将后导叶出来的气体的部分动压转变为静压。,3、电厂风机的主要构件及作用,1、 叶轮；2、 稳压器；3、 集流器；4、 机壳；5、 导流器；6、 进气箱；7、 轮毂；8、 主轴；9、 叶片；10、蜗舌；11、扩散器。,图2、离心风机主要构件图,火电厂技术联盟,4、风机的工作原理,轴流风机的工作原理 轴流式风机的工作原理利用机翼升力原理。当叶轮旋转时，气体从进风口轴向进入叶轮，在叶轮上产生一个升力，造成叶轮上下表面的压力差，风受到叶片压力差的作用而使

8、气体能量升高，然后流入导叶。导叶将偏转气流变为轴向流动，将气体导入扩压管，进一步将气体动能转化为压力能，最后引入工作管路。 轴流式风机中的流体不受离心力的作用，所以由于离心力升高的静压能为零，因而它所产生的能头远低于离心式风机。故一般适用于大流量低扬程的地方。,火电厂技术联盟,4、风机的工作原理,离心风机的工作原理,叶轮内的流体随叶轮一起旋转，受离心力作用被甩向叶轮外缘，叶轮中心形成真空，流体在大气压作用下，沿吸入管补充叶轮中心，吸入的空气在叶轮入口处折转90度后，进入叶道，在叶片作用下获得动能和压能。从叶道甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排出，形成了泵与风机的连续工作过程。,图3

9、、离心风机工作原理图,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失速与喘振的现象轴流式风机当调节叶片(动叶调节风机为动叶片，静叶调节风机为入口调节叶片)角度固定在某一位置时，在正常工作区域内，风机的压力随风机流量的减小而增加，当流量减小到某一值时压力达到最大、当流量进一步减小时，风机压力和运行电流突然降低，振动和噪音增大，这一现象被称为风机失速。风机失速后有两种不同表现，一是风机仍能稳定运行，即压力、风量、电流保持相对稳定，但噪音增加；风机及其进、出口气流压力呈周期性脉动；风机振动常常比正常运行高。这种现象称之为旋转失速。另一是风机的压力、风量、电流大幅度波动，噪音异常之大，风机不能稳定运

10、行，风机可能很快遭受重大损坏，这种现象称之为喘振。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失速的原因（1）风机在一定的动叶角下运行, 如果由于某种原因, 母管风压突升, 风机流量下降, 这样在动叶角度还未发生变化之前, 压力迅速攀升, 以致于超出失速线而进入失速区运行；（2）风机正常运行中流量异常降低、一次风压突升等，可能导致风机失速；（3）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, 动叶调节未能跟上压力的突变, 在压力波动及动叶自动调整过程中, 造成并列运行的其中一台风机失速；,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失速的原因（4）变负荷过程中由于调节失灵或误

11、操作致使两台风机风量、风压严重不平衡而失速；（5）风机出入口风道堵塞, 如暖风器或空预器严重积灰, 两侧空预器积灰或堵灰情况不一致, 在一次风系统有轻微扰动的情况下, 就可能造成阻力大的一侧风机失速；（6）运行磨煤机突然跳闸, 磨煤机出入口关断挡板全关及冷热调节风门全关, 造成一次风压突升而导致失速；,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失速的原因（7）在磨煤机加减负荷过程中, 因磨煤机风量的改变, 两侧风机存在流量偏差, 在一次风机入口动叶调节过程中, 使流量和电流出现过大的偏差, 从而使其中一台风机动叶调节工况不好，造成风机失速。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失

12、速的机理,流体顺着轴流风机叶片流动时，作用于叶片上的力有两种，即垂直于流线的升力与平行于流线的阻力。当气流完全贴着叶片呈流线型流动时，这时升力大于阻力，如图4所示。当气流与叶片进口形成正冲角，即0，且此正冲角达到某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化；当冲角超过临界值时，边界层将受到破坏，在叶片背面尾端出现漩涡，使阻力增大，升力骤减，形成失速现象。,图4,图5,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机的旋转失速,图6、轴流风机的旋转失速,轴流风机的旋转失速现象如图6所示。当气流流向叶道 1、2、3、4，与叶片进口角发生偏离时，则出现气流冲角。当气流冲角到达某一临界值时，在某一个叶片上首先

13、发生脱流现象。假定在流道2内首先由于脱流而产生阻塞现象，原先流入流道2的流体只能分流入叶道1和3，此分流的气流与原先流入叶道1和3的气流汇合，改变了原来气流的流向，使流入流道1的冲角减小了，而流入流道3的冲角则增大，这样就防止了叶片1背面产生脱流，但却使叶片3发生脱流。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机的旋转失速流道3的阻塞又使其气流向流道4和流道2分流，这样又触发了叶片4背面的脱流。这一过程持续地沿叶轮旋转相反的方向移动。实验表明，这种移动是以比叶轮本身旋转速度小的相对速度进行的，因此，在绝对运动中，就可观察到脱流区以（0-，）的速度旋转，这种现象称为“旋转失速”。,火电厂技术

14、联盟,5、风机的失速与喘振,风机失速的危害失速可导至风机损坏由上可知，轴流风机失速后，通常表现为旋转失速。由于旋转失速使风机各叶片受到周期性力的作用，若风机在失速区内运行相当长的时间(或失速频率与叶片自振频率相当时的短时间内)，会造成叶片断裂，导致风机损坏。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,风机失速的危害失速可能导至喘振若管道系统的容积与阻力适当，在风机发生失速压力降低时，出口管道内的压力会高于风机产生的压力而使气流发生倒流，同时管道内压力迅速降低，风机又向管道输送气体，但因流量小风机又失速，气流又倒流。这种现象循环发生，称为喘振。伴随喘振的发生，风机电流也大幅度波动，噪声惊人。风机发生

15、喘振的破坏性很大，可在很短时间内损坏风机，必须立即停止风机运行。由此可见，失速与喘振是两个不同的概念。失速是喘振的必要条件，但不是充分条件。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,风机失速的危害失速可能造成并列运行风机间相互“抢风”，给发电机组安全运行带来威胁。两台并列运行的风机中的一台发生失速后，两台风机间可能出现相互“抢风”现象而无法并列运行；或虽两台风机能并列运行，但两台风机的总出力可能达不到需要值而影响其带负荷能力。,火电厂技术联盟,5、风机的失速与喘振,轴流风机失速的特征综上所述，轴流风机失速运行时间过长将导致叶片开裂并损坏叶轮机械部件。因此，避免这种运行状态就特别重要。为此，应注意

16、失速的下述特征：（1）噪声增大；（2）接近风机的地方气流发生抖动；（3）大多情况下振动量大于正常运行条件下的振动。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和处理,轴承温度高产生的原因：轴承振动大，安装不对，损坏，润滑油过多、缺油或油质恶化，冷却水量不足或水温高 。处理方法：如为轴承本身的问题，应停运检修处理。如为润滑油过多、缺油或油质恶化，应调整油位或换油。如为冷却水流量不足，应进行调整。如轴承温度继续升高达跳闸值，应自动跳闸，否则手动停运。,火电厂技术联盟,6、风机常见故障分析和处理,风机振动大 主要原因： 由于叶轮摩擦、积灰、损坏等使叶轮失去平衡；联轴器不对中或联轴器损坏，失去平衡；地脚螺栓松

17、动或机械连接部分松动；叶轮与外壳摩擦；轴承间隙不正常；轴承损坏或磨损；喘振 。处理方法：将风机切手动，适当降低负荷，并监视振动值，如继续上升至跳闸值，风机自动跳闸，否则手动停运，然后进行检修处理。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和处理,系统油压低 主要原因：油泵故障 ；油泵吸入口不充满；油箱油位过低 ；溢流阀失灵 ；液压缸阀芯间隙过大或工作状况不良（排油量大） 。处理方法：检查维修 ；检查是否吸入口带空气 ；加油并检查管路是否漏油 ；调整或拆开检查 ；检查阀芯处间隙并调整液压缸。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和处理,动(静)叶调节失灵主要原因：调节传动部分的连杆、滑轮、销子等脱落、卡

18、住；动叶积灰执行机构故障，自动调节失灵等。 处理方法：自动调节失灵时改手动调节，如手动调节也失灵时，应就地调节，尽量带固定负荷，并进行检修处理。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和处理,风机喘振现象描述：风机振动增大；运转噪音变大；出、入口风道、机壳温度升高；轴承振动加剧；风机电流减小且摆动，其出口风压下降；如送风机发生喘振时，二次风压下降、波动、炉膛负压波动。如引风机发生喘振时，炉膛负压剧烈波动，燃烧不稳。 主要原因：风、烟道不畅，系统阻力增加（风压高流量低）；并列运行的风机动(静)叶开度不一致，或调整不当使两台风机出力偏差过大，导致出力低的风机喘振。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和

19、处理,风机喘振处理方法： （1）立即将风机可调动（静）叶控制置于手动方式，关小另一台未喘振风机的可调动（静）叶，适当关小喘振风机的动叶，同时协调调节引、送风机，维持炉膛负压在允许范围内。（2）若风机并列操作中发生喘振，应停止并列，尽快关小喘振风机可调动（静）叶，查明原因消除后，再进行并列操作。（3）若风烟系统的风门、挡板有被误关的引起风机喘振，应立即打开，同时调整可调动（静）叶开度。（4）若系风门、挡板故障引起，立即降低锅炉负荷，进行检修处理。,火电厂技术联盟,6、风机的故障分析和处理,风机喘振（5）经上述处理喘振消失，则稳定运行工况，进一步查找原因并采取相应的措施后，方可逐步增加风机的负荷；（6）经上述处理后无效或已严重威胁设备的安全时，应立即停止该风机运行。预防措施：避免风机长期在低负荷下运行。合理制定吹灰周期，保持烟道畅通。保持并列运行风机负荷均衡。,