1风机概况华能南京电厂2台我国首次从俄罗斯引进的320MW燃煤发电机组,锅炉为超临界压力、一次中间再热直流锅炉,每台锅炉配有2台BflH-32B型双速离心式送风机,调节方式为入口导叶调节。2台送风机按左右旋转布置,并列运行,出口风道上装有联络管联接,配套电机为双速电机。BflH-32B型风机结构如所示,其主要性能参数见表1. 2004年11月20日,1号炉乙侧送风机检修后试转,发现启动电流达65A,比检修前大16A;单试电机,电流40A,正常。当入口导叶开度在28%时,风机电流即达到额定值85A;进一步开大入口导叶至50%,电流达*大值93A;再逐步开大直至开足入口导叶,电机电流反而略有下降;再关小入口导叶时,则电流又略有上升;风机在高速工况下运行时,电机电流变化趋势与低速时相同。针对这一情况,对送风机在不同导叶开度下电机电流、功率、风机出口各段风压进行了综合试验分析,认为造成这一异常现象的原因为风机入口导叶的叶片装反,导致入口气流反向预旋。
将叶片转向重新调整为正旋后,启动乙送风机,运行正常。
表1送风机主要性能参数项目规范风压/kPa效率/%允许介质温度/°c电机容量/kW额定电压/kv额定电流/A热力发电,2离心风机性能特点2.1风机的速度三角形及其能量方程式离心式风机是利用叶轮旋转时产生的离心力使气体获得能量。根据速度三角形理论,当叶轮带动流体作旋转运动时,流体质点具有一个随叶轮旋转的圆周运动,其运动速度称为圆周速度,用u表示,方向与圆周的切线方向一致,而流体的质点又相对于旋转的叶轮在叶片流道中作相对运动,其运动速度称为相对速度,用w表示,方向为流体所在的叶片切线方向*流体相对于机壳的运动,称为绝对运动,其运动速度为绝对速度,用v表示()。
在速度三角形中,绝对速度v与圆周速度u之间的夹角用a表示,相对速度w与沿反方向的圆周速度之间的夹角用0表示,称为流动角。叶片切线与圆周切线速度反方向之间的夹角称为叶片的安装角,用岛表示。当流体沿叶片型线运动时,流动角即等于安装角。
单位重量流体从叶轮获得的能量,即叶片式风机的能量方程式,又称欧拉方程式为:表示理论计算值。当viu为零时,可以提高叶轮的理论压头,所以通常设计时一般均取⑴为905,使viu=0. 2气流预旋由于旋转的叶轮和入口导叶对流入气流的作用,气流在进入叶轮之前已开始由轴向流动逐级地转变为螺旋推进运动。在叶轮叶片入口前,气流的这种旋进运动称之为预旋。预旋使叶轮叶片入口边产生绝对速度的圆周分量viu(其数值目前还不能通过理论方法进行计算,只能通过试验数据计算),因而使入口速度三角形发生变化,如所示。
中实线为无预旋时的速度三角形,右侧虚线为预旋方向与圆周速度方向相同(正预旋)时的速度三角形,左侧虚线为预旋方向与圆周速度方向相反(反预旋)时的速度三角形。
1u的方向与V2u相同,反预旋时,Vlu的方向与V2u相反。对应到风机能量方程的U1Vlu…分量不为零,正预旋时,该分量为正值,而反预旋时为负值,其结果是减少或增加了叶轮传递给气流的能量。
2.3性能曲线为离心式风机流量Q与实际压头H、效率A与功率N之间的性能曲线。入口导叶调节就是为了使进入风机前的气流产生预旋。当导叶全开时,气体无旋绕进入叶道,即vium =0,根据欧拉方程式H=(U2v2u-u1Vluw)/g,此时压头H*高,当转动入口导叶时,便产生预旋,即Vlu加大,使压头降低,预旋越强烈,风机的压头越低,对应的性能曲线越陡直。
给出了入口导叶正旋时不同导叶开度下的风量与风压、功率之间的性能曲线。由可以看出,当开大入口导叶时,性能曲线由陡直变为平缓,风机的工作点(即系统阻力特性曲线与风机特性曲线的交点)由Ai过渡到A 3,风量则由Qi过渡到Q3.开度/%风机电流与导叶开度关系曲线正旋情况下,导叶的开启方向与叶轮的旋转方向一致,两种预旋相互叠加,更加增大了气流沿叶轮叶片入口边产生绝对速度的圆周分量viu,如中右侧虚线所示。风机的能量方程uivium的分量随之增大,Ht~降低,气流从叶轮中获得能量减少。在风机启动初期,导叶开度由零逐渐开大,由导叶带来的切向力由强转弱,由导叶形成的预旋强度也相对减弱。这样的变化趋势一方面符合离心式风机低负荷启动的要求,同时也适应了导叶对风机的调节特性,此时由于风量的增加,风机的电流随着导叶开度的增加而逐渐增加,如正预旋曲线所示。
当入口导叶叶片的旋转方向相反时,入口气流变为反预旋,在风机启动时,风量为导叶间缝隙的泄漏3正反预旋对比分析当离心式风机的入口导叶调节方向作反向调节时,风机的启动电流比正常的要高,在入口导叶逐渐开大时,风机电流及功率先上升,后略有下降,风压则先高后低。给出了乙侧送风机冷态工况下入口导叶正旋及反旋两种相反工况下,导叶开度与风机电流间的实际关系曲线。由于导叶的切向作用,使进入叶轮前的气流产生预旋,同时,由于实际气体的粘滞作用,旋转的叶轮对气流也产生预旋。
量,叶轮对气流预旋的影响相当微弱,而导叶的切向作用形成的预旋成为主导方面。由于气流的预旋方向与叶轮旋转方向相反,即气流沿叶轮叶片入口边产生绝对速度的圆周分量viu,与叶轮的旋转方向相反,如中左侧虚线所示。在风机的能量方程,uiviu~< 0,Ht~升高,气流从叶轮中获得能量增大,表现为风机的启动电流明显增大。当导叶开启,风量增加,导叶切向形成的气流预旋强度也减弱,但流量增加较快,因而风机耗功增加。入口导叶开至30%左右时,风机电机已达到额定电流值;当入口导叶开度至50%时,风量与导叶开度切向作用双重影响达到*大值,表现为风机功率、电流值*大;在入口导叶进一步开启时,导叶的切向反预旋力量进一步减弱,风机功率、电流反而下降,如中反预旋曲线所示;当入口导叶全开(100%)时,由于导叶已不产生旋扰,因而风机耗功与导叶是否装反无关,所以此开度的电流值相等。
4结语通过对离心式送风机运行参数异常原因的分析,发现参数异常的原因为入口导叶的旋转方向与风机叶轮的旋转方向相反,据此进行了相应的检修工作,将导叶反旋调整为正旋,消除了异常,并通过对风机入口气流正预旋及反预旋时速度三角形的对比分析,加深了对风机的叶轮理论及性能特性的理解。同时也为离心式风机参数异常时的运行判断及风机更换入口导叶时的检修安装工作提供了有益的。
郭立君。泵与风机。北京:水利电力出版社,1986.刘家钰,齐春松。电站锅炉风机现场性能试验。北京:中国电力出版社,2004.刘家钰,董康田。电站锅炉风机选型和使用导则。北京:中国电力出版社,2004.〈(热力发电〉杂志是国家中文核心期刊,请您在撰写论文和选择时,按以下要求进行:即是全文的缩写。
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