淺談軸流風機失速處理措施

張襲

（蕪湖發電有限責任公司，安徽蕪湖 241009）

淺談軸流風機失速處理措施

張襲

（蕪湖發電有限責任公司，安徽蕪湖 241009）

軸流式風機是一種低壓頭，大流量的風機，由于其獨特的優越性被應用于各個工業領域，因為軸流風機結構復雜，轉動部件較多，失速現象時有發生。本文通過對軸流風機發生失速的原因進行闡述，有針對性提出防止軸流風機發生失速的措施，以達到電廠實現安全運行的目的。

軸流風機 失速 措施

一般而言軸流式風機引起旋轉失速的原因有葉輪本身、葉片結構、進入葉輪的氣流情況、風道系統的布置形式等； 旋轉脫流對風機性能的影響不顯著，雖然氣流不穩定但流量、壓力、功率基本穩定，風機發生失速仍可運行。因此，風機的工作點如果落在脫流區內，運行人員較難進行判斷，但對風機的安全仍然是個威脅。

1　軸流風機失速原因

軸流風機葉片前后的壓差，在其它條件都不變的情況下，其壓差的大小決定于動葉沖角的大小，在臨界沖角值以內，上下葉面壓差大致與葉片的沖角成比例，不同的葉片葉型有不同的臨界沖角值。翼型葉片的沖角超過臨界值，氣流會離開葉片凸面發生邊界層分離現象，產生大面積的渦流，此時風機的全壓下降，這種情況稱為失速現象。沖角值大于臨界值越多，失速現象就越嚴重，流體的流動阻力也就越大，嚴重時還會使葉道阻塞，同時風機風壓也會隨之迅速降低。

風機的葉片在制造及安裝過程中，由于各種客觀因素的存在，使葉片不可能有完全相同的形狀和安裝角，因此當運行工況變化而使流動方向發生偏離時，在各個葉片進口的沖角就不可能完全相同。當某一葉片進口處的沖角達到臨界值時，就可能首先在該葉片上發生失速，并非是所有葉片都會同時發生失速，失速可能會發生在一個或幾個區域，該區域內也可能包括一個或多個葉片；由于失速區不是靜止的，它會從一個葉片向另一個葉片或一組葉片擴散；例如在葉道2中出現脫流阻塞，葉道由于受脫流區的排擠變窄，流量減小，則原氣流分別進入相鄰的1、3葉道，使1、3葉道的氣流方向改變。結果使流入葉道1的氣流沖角減小，葉道1脫流的可能性減小，甚至消失；葉道3的沖角增大，加劇了脫流和阻塞。葉道3的阻塞同理又影響相鄰葉道2和4的氣流，使葉道2消除脫流，同時引發葉道4出現脫流。脫流現象所造成的堵塞區沿著與葉輪旋轉相反的方向移動。

本文數值模擬涉及的控制條件包括質量守恒方程、動量守恒方程以及這些方程相應的定解條件。雷諾時均質量守恒方程和動量守恒方程為：

2　軸流風機失速預防措施

（1）機組冷態啟動時，軸流風機啟動后待出口門全開后，立即開啟風機動葉5%以上，脫離失速區域。（2）啟動第二臺軸流風機時，待出口門全開后，應逐步開啟風機動葉至5%以上，在保證負壓穩定的情況下，盡快將第二臺風機動葉開度與第一臺風機動葉開度調平。（3）兩臺軸流風機運行時，要保證其出力一致，盡量保持兩臺軸流風機的出口壓力、動葉開度、電流一致，防止出現搶風而導致風機失速。（4）運行中因一臺風機動葉自動故障無法投入時，要及時解除另一臺風機動葉自動，需要調整軸流風機出力時，手動進行調節并保持兩臺軸流風機電流一致，調節過程中操作要緩慢，防止兩臺軸流風機出力不平衡造成風機失速發生。（5）若運行中兩臺軸流風機動葉調節無法投入自動，啟停制粉系統時要派專人監視鍋爐風煙系統，與啟停制粉系統操作人員配合調整兩臺軸流風機風壓并保持風機出力平衡，防止軸流風機發生失速。（6）制粉系統停止時，在降低一次風量過程中，應首先通過緩慢關小冷熱風調節擋板來減少一次風量，當冷熱風調節擋板全關后，方可關閉冷熱風氣動插板門，嚴禁在風量比較大情況下，直接關閉冷熱風一次風插板門或將冷熱風調節擋板開度指令設到零，以防止一次風量瞬間減小造成軸流風機失速。（7）注意監視各運行磨煤機入口風量，發現測量值或各粉管風速顯示不準時及時聯系熱工人員處理，若兩值顯示都低時，，應適當減小給煤量，防止一次風量低造成磨煤機跳閘和各一次風管堵塞，造成一次風量突變引起一次風機失速。（8）遇有停爐機會對軸流風機入口檢查，發現有雜物堵塞要及時清理干凈。

3　軸流風機失速處理措施

（1）在運行監視中，發現風機失速報警，應立即檢查報警風機動葉開度指示，在失速跳閘開度以上時，應盡可能將風機動葉開度調整至跳閘開度以下后，檢查風機電流、出口壓力等相關風機運行參數的變化情況，結合就地檢查風機運行狀況，判斷風機實際運行情況。（2）發生軸流風機確實失速時，立即解除兩臺軸流風機動葉自動，手動關小兩臺軸流風機動葉，調節兩臺軸流風機電流、動葉開度一致，直至失速的軸流風機失速現象消失。（3）若因系統阻力增大，如一次風系統的風門、擋板誤關引起，應立即打開或打開備用磨煤機出口門，同時調整動葉開度。（4）待風機失速消除后，手動調節一次風壓至正常值后，再投入兩臺軸流風機動葉自動。（5）運行中當失速的軸流風機跳閘后，要確認RB動作正常，否則手動進行處理，并注意監視運行軸流風機不超電流和鍋爐燃燒情況。（6）運行中當軸流風機跳閘后，RB動作正常，需檢查確認鍋爐等離子正常投入。（7）若風機并列過程中發生失速，立即關小未失速的風機動葉，同時開大失速的風機動葉，注意維持一次風壓、爐膛負壓、總風量在允許范圍內，如風機并列時失速，經調整處理無效，應停止并列，恢復至原狀態。（8）磨煤機運行臺數較少時，各班都要做充分的軸流風機失速事故預想，一旦發生軸流風機失速，要在值長的指揮下果斷處理，縮短軸流風機失速時間，保證機組及設備的安全。

4　結語

軸流風機失速特征多種多樣，原因錯綜復雜，有時一個失速問題可能存在多個原因，在處理完其中一項之后仍然存在失速的問題，因此以上總結的一些失速特征、處理措施不能涵蓋所有失速現象，但只要弄清失速機理、監測方法、風機運行調節機制，并對風機性能、系統特性認真分析，那么失速問題將不再會是困擾電廠的一大難題，如此亦達到本文的目的。

［1］胡晨星.電站軸流風機旋轉失速動力學機理研究［D］.華北電力大學，2014.

［2］孫樹寬.鍋爐靜葉可調軸流風機失速分析［J］.發電設備，2010（01）：46-50.