鍋爐引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的試驗(yàn)研究

中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司熱力廠如8鍋爐130外大修后，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)并列運(yùn)行的4 73如200型引風(fēng)機(jī)的機(jī)殼及其進(jìn)氣箱振動(dòng)幅度劇增，尤其是在引風(fēng)機(jī)入口擋板門(mén)度指在30左右振動(dòng)更為激烈。2000年4月20日又發(fā)現(xiàn)2引風(fēng)機(jī)出力明顯降低，經(jīng)檢查，引風(fēng)機(jī)出口無(wú)風(fēng)或微風(fēng)。凡此種種異�，F(xiàn)象引起電廠人員的密切關(guān)注。

　　鍋爐尾部改前的煙氣系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單即兩臺(tái)水膜式除塵器布置在兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)之前。

　　大修中，用電氣除塵器代替了原水膜式除塵器，并利用原水膜式除塵器的麻石結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)之后，引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口角度和管道走向以及管道附件均發(fā)生了重大變化。新的煙氣系統(tǒng)復(fù)雜而龐大1.

　　勿庸置疑，將新增加的電氣除塵器和脫硫裝置的兩個(gè)改進(jìn)項(xiàng)目與引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中新出現(xiàn)的異�，F(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)加以分析研究是非常電氣除塵器他2引風(fēng)機(jī)乙側(cè)煙囪自然的，也是十分必要的。只有比較準(zhǔn)確地了解和掌握引風(fēng)機(jī)在新系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，才能制定出較切合實(shí)際的技術(shù)方案，解決引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的異常問(wèn)。從而建立電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行文明生產(chǎn)的新秩序。

　　1對(duì)原引風(fēng)機(jī)選型現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)在大修之前，已出現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)氣流振動(dòng)問(wèn)，實(shí)際上這種振動(dòng)屬于流體力學(xué)范疇的流體振動(dòng)，而非單性質(zhì)的機(jī)械振動(dòng)。其振動(dòng)程度很輕，人們往往難以察覺(jué)，且其為偶而出現(xiàn)，時(shí)有時(shí)無(wú)，未引起人們的必要注2電除塵器和脫硫塔裝置投運(yùn)后的氣動(dòng)阻力變化1.1通過(guò)調(diào)查和具體計(jì)算的每臺(tái)風(fēng)機(jī)名稱數(shù)值備注電廠運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定風(fēng)機(jī)銘牌指風(fēng)機(jī)樣本建議范圍電除塵器設(shè)計(jì)風(fēng)量除塵器設(shè)計(jì)書(shū)義馬煤計(jì)算風(fēng)量已考慮1.1富裕系數(shù)延邊煤計(jì)算風(fēng)量已考慮1.1富裕系數(shù)比轉(zhuǎn)速值=不難看出。所選用的引風(fēng)機(jī)473防20，型的實(shí)際風(fēng)量比所需風(fēng)量大了倍，值得注意。即使鍋爐本體漏風(fēng)率大大超標(biāo)，也不需要如此大的風(fēng)量。般我國(guó)130鍋爐需配用兩臺(tái)473如180型即可。長(zhǎng)鋁公司他8爐1301燃用褐煤，實(shí)際煙氣量和阻力均比較大些，選用如180時(shí)則風(fēng)壓偏低。在國(guó)內(nèi)電站風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的型式和機(jī)號(hào)非常單，不能滿足電力市場(chǎng)的需求的情況下，只好在選用時(shí)上靠到如20，形成了大馬拉小車。大修前引風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行中擋板開(kāi)度為50左右。我們知道，臺(tái)230兒鍋爐的引風(fēng)機(jī)般選用473防20，兩臺(tái)就足夠了。

　　1.2按煙氣系統(tǒng)所需風(fēng)量和風(fēng)壓計(jì)算所需風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速。

　　Ha.75而473風(fēng)機(jī)最理想的比轉(zhuǎn)速為73.兩者相差甚大�？娠L(fēng)機(jī)匹配情況很不合理。為了獲得較高的風(fēng)壓，只能在小風(fēng)量范圍壓力曲線左支部分的低效區(qū)域內(nèi)節(jié)流運(yùn)行。不但對(duì)節(jié)電不利，而且原風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)域的新投入裝置的預(yù)計(jì)阻力為電除塵器300脫硫塔300此估計(jì)值偏小太多，連接管道300引風(fēng)機(jī)出口到脫硫塔的突然膨脹100200新的系統(tǒng)阻力為100000原來(lái)的水膜式除塵器的阻力為008.面看起來(lái)，似乎大修后的系統(tǒng)阻力和大修前大致相等或略低。實(shí)際上，在新低造成了在相同質(zhì)量流量下的煙氣體積流量比以前增大273+ 140273+70=1.2倍，使新系統(tǒng)阻力有較多上升。與此同時(shí)，介質(zhì)密度的下降又致使風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓頭隨之相應(yīng)下降。因此在新的條件下，系統(tǒng)阻力曲線更加陡峭阻力增大，新的阻力曲線與新的引風(fēng)機(jī)壓力曲線風(fēng)壓下降的交匯點(diǎn)進(jìn)入了風(fēng)機(jī)發(fā)生失速的不穩(wěn)定區(qū)域之內(nèi)。失速產(chǎn)生的風(fēng)機(jī)氣流振動(dòng)由隱性向顯性發(fā)展。

　　新的系統(tǒng)管道走向非常復(fù)雜，截面多變，彎頭部件較多。因現(xiàn)場(chǎng)諸多不利條件的限制，也只能如此而已。要進(jìn)行改動(dòng)，不但工程量很大，而且收效不大，事倍功半�，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)脫硫塔進(jìn)口管道的布置極不合理，氣流阻力損失很大。但又無(wú)法進(jìn)行改進(jìn)。4月25日上午試驗(yàn)情況明乙側(cè)引風(fēng)機(jī)出口靜壓已高達(dá)+00此值明風(fēng)機(jī)出口到煙道之間的阻力即脫硫塔本身及其進(jìn)出口管道有關(guān)，在0鍋爐負(fù)荷時(shí)，如2引風(fēng)機(jī)處3新系統(tǒng)中引風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的3.1新系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)在正壓高溫狀態(tài)下運(yùn)行由于引風(fēng)機(jī)在電氣除塵器后工作，其工作溫度已由大修前的70，上升到140工使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性有所降低。而該引風(fēng)機(jī)葉輪允許在250，以下的條件下工作設(shè)計(jì)工況溫度按200，考慮，因此在140下長(zhǎng)期運(yùn)行是沒(méi)有問(wèn)的，無(wú)須多慮。

　　由于脫硫塔裝置布置在引風(fēng)機(jī)之后，脫硫塔本身的阻力損失又很大。因此，引風(fēng)機(jī)出口的煙氣靜壓大為增高，致使引風(fēng)機(jī)在正壓條件下工作003.原有引風(fēng)機(jī)的主軸密封的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)已不能滿足目前的要求。從軸封處向外噴出的140，熱煙氣流對(duì)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)主軸的軸承的長(zhǎng)期安全工作是種直接威脅�？刹捎眠m當(dāng)?shù)闹鬏S密封結(jié)構(gòu)和遏阻主軸熱傳導(dǎo)的措施以改變被動(dòng)現(xiàn)狀。

　　應(yīng)該指出的是，麻石結(jié)構(gòu)的脫硫塔在正壓下工作，運(yùn)行中正壓煙氣由內(nèi)向外的推力很大約01爪2.這對(duì)寵石塔體的安全可靠工作和不斷向外冒煙從而污染環(huán)境均是非常不利的因素。

　　3.2并列運(yùn)行的兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)風(fēng)量分配現(xiàn)場(chǎng)觀察可知，乙側(cè)碰引風(fēng)機(jī)出口到脫硫塔的管道走向特別別扭，斷面擴(kuò)張度大，走向突然轉(zhuǎn)彎，氣流流動(dòng)阻力很大。因此，如2引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量必然小于如1號(hào)引風(fēng)機(jī)。

　　所認(rèn)定的觀點(diǎn)。脫硫塔出口到水平煙道處的氣流靜壓測(cè)量值如1為250如2而則高達(dá)+300兩者相差值為550尸即由此單因素的影響導(dǎo)致知2風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的阻力比碰引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)高出5503之巨。

　　兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱前的分為兩的褲衩管處氣流流通不順暢，由于上游氣流在離心力和慣性力的作用下防2風(fēng)機(jī)的風(fēng)量要小些，這是由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制布置困難所造成的影響。

　　上述從個(gè)方面分析了知2引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)阻力比較大的實(shí)際情況。由于風(fēng)機(jī)本身選型匹配不良，脫硫塔阻力很大，在風(fēng)機(jī)40的壓力曲線上升段的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)極易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流的失速狀態(tài)。在兩臺(tái)風(fēng)機(jī)入口檔板開(kāi)度基本接近的情況下，首先是如2引風(fēng)機(jī)失速，即2引風(fēng)機(jī)被搶風(fēng)。

　　其風(fēng)量很小，這是很自然的現(xiàn)象了。

　　3.3并列運(yùn)行的兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)氣流中粉煤灰分配的均勻性電氣除塵器出口管道經(jīng)過(guò)兩個(gè)90度彎頭轉(zhuǎn)彎后到引風(fēng)機(jī)上游的褲衩管前。由于氣流在彎頭內(nèi)轉(zhuǎn)彎時(shí)形成的離心力的作用，致使高濃度，重顆粒大尺寸的粉煤灰將以較高相反。同理，由于3，2的分子量64遠(yuǎn)大于，2的分子量32和空氣的平均分子量29.

　　因此在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，2也將自然地富集于碰引風(fēng)機(jī)和碰脫硫塔中。

　　除了上述因素之外。另重要因素如3.2.4所述在兩臺(tái)并列運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度比較接近的狀態(tài)下，首先是如2引風(fēng)機(jī)失速，風(fēng)量很小，其抽吸的粉煤灰和3，2現(xiàn)象是非常致的即如1脫硫塔下部的含灰量明顯地多于如2其溢水顏色亦明顯地深于如2.

　　據(jù)此我們不難作出以下預(yù)測(cè)兩臺(tái)引風(fēng)⑷機(jī)在相同的擋板開(kāi)度和相同的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間No2脫硫塔出口進(jìn)入水平煙道處到主煙囪的水平距離相對(duì)較遠(yuǎn)。因此，乙側(cè)系統(tǒng)阻力大于甲側(cè)系統(tǒng)阻力。在此情況下在相同開(kāi)度時(shí)，乙側(cè)風(fēng)機(jī)風(fēng)量應(yīng)小于甲側(cè)風(fēng)機(jī)風(fēng)量。如欲兩臺(tái)風(fēng)機(jī)維持相近的風(fēng)量，則運(yùn)行中如2引風(fēng)機(jī)應(yīng)保持較大些的擋板開(kāi)度。4月25日的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很奸地印證上述我們條件下，如1引風(fēng)機(jī)葉輪使用壽命將遠(yuǎn)低于防2引風(fēng)機(jī)的葉輪壽命盡管電除塵器投運(yùn)后兩臺(tái)葉輪平均使用壽命比原來(lái)有所延長(zhǎng)。

　　為了糾正這種自然存在的不理想的偏向，除了在進(jìn)口處作些結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)外，可在運(yùn)行方式上采用以下的傾向性操作方式甲兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，如1用小開(kāi)度，防2用大開(kāi)度。乙引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行時(shí)，如1風(fēng)機(jī)少運(yùn)行，防2風(fēng)機(jī)多運(yùn)行。通過(guò)以上操作參照今后葉輪磨損情況盡量作到兩臺(tái)葉輪等壽命或近壽命。在般操作方式情況下，1引風(fēng)機(jī)的葉輪備用應(yīng)考慮較為富裕些。

　　3.4風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行是風(fēng)機(jī)氣流異常振動(dòng)的本質(zhì)性原因。

　　這種振動(dòng)屬于風(fēng)機(jī)本身的固有特性。解決氣流異常振動(dòng)問(wèn)的根本方向是更換為比轉(zhuǎn)速較低的新風(fēng)機(jī)，或縮短473風(fēng)機(jī)的葉輪寬度。其它努力方向則均為消極的，治標(biāo)根本的得到改善。

　　4引風(fēng)機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象的試驗(yàn)結(jié)果4.1點(diǎn)火過(guò)程單風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)試驗(yàn)冷態(tài)點(diǎn)火過(guò)程，防2引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行，當(dāng)引風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度為30風(fēng)機(jī)機(jī)殼振動(dòng)劇增。電廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量通頻總振動(dòng)為360構(gòu)成總振動(dòng)的各頻率振動(dòng)分量中以33出為峰值，已高達(dá)270化。我們知道，引風(fēng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速為980其轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為16.333只2，而風(fēng)機(jī)失速時(shí)的頻率為10.8沿為自然數(shù)，而當(dāng)土=3時(shí)，10.88父3=32.666勺3出。由此我們可以判斷，此為風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)由于多個(gè)葉片氣流阻塞而形成旋轉(zhuǎn)失速形成的氣流振動(dòng)。

　　4.2進(jìn)氣箱入孔門(mén)啟閉試驗(yàn)4月24日引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行。當(dāng)如2引風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度為2025時(shí)，風(fēng)機(jī)機(jī)700當(dāng)乙側(cè)風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度為30時(shí)，風(fēng)機(jī)通頻總振動(dòng)為1000，1其中16出為度時(shí)的振動(dòng)主因是16只2風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。旋轉(zhuǎn)失速的頻率雖也已出現(xiàn)，但其在數(shù)量上不為主要因素。當(dāng)入孔門(mén)開(kāi)啟后，33只2從341降到2425，1下降率為28，當(dāng)入孔門(mén)又關(guān)閉后，33只2又上升到4，上升率為40.可入孔門(mén)的開(kāi)啟對(duì)33只2的下降有效，而且影響幅度很大，但對(duì)16出無(wú)效。16只2的振動(dòng)顯然與失速問(wèn)無(wú)關(guān)。

　　4.3單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)4月24日上午如2引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行。鍋爐負(fù)荷為0比風(fēng)機(jī)司爐盤(pán)擋板開(kāi)度為100現(xiàn)場(chǎng)指只有70，電流已達(dá)額定值37人，盤(pán)氧量指值910此值已很大。此時(shí)風(fēng)機(jī)機(jī)殼振動(dòng)正常，只有150其中最大分量為17出50，可以忽略，而33出更微，只有182，此時(shí)甲側(cè)風(fēng)機(jī)開(kāi)度為50左右停止運(yùn)行，有大量循環(huán)風(fēng)存在。因電動(dòng)機(jī)額定功率31014界的限制未再帶更高的負(fù)荷。

　　4月25日上午如1引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行。鍋爐負(fù)荷95以如1風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度盤(pán)為100現(xiàn)場(chǎng)指只有50，電流只有28人遠(yuǎn)小于額定電流37人。機(jī)殼總振動(dòng)為270其中主要分量為16出170，33出20，忽略不計(jì)。氧量指為9.

　　4月27日下午，甲側(cè)引風(fēng)機(jī)停運(yùn)，乙側(cè)單側(cè)運(yùn)行帶負(fù)荷負(fù)荷穩(wěn)定在105此負(fù)荷得到司爐人員認(rèn)可。

　　從上試驗(yàn)可以看出臺(tái)引風(fēng)機(jī)可帶負(fù)荷1051仙兒以上擋板開(kāi)度限制和電動(dòng)機(jī)功率限制。此風(fēng)機(jī)氣流振動(dòng)基本正常。

　　4.4引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)尋求最小振動(dòng)1擋板開(kāi)度與電流的關(guān)系試驗(yàn)相同開(kāi)度下如1引風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流即負(fù)殼通頻總振動(dòng)為，其中碰最大為電流x乙，風(fēng)機(jī)甲側(cè)風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度風(fēng)機(jī)風(fēng)量分配不均勻的討論結(jié)果。

　　2兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，臺(tái)開(kāi)度不變，另臺(tái)調(diào)節(jié)開(kāi)度，觀察振動(dòng)發(fā)生情況的試驗(yàn)。

　　化1引風(fēng)機(jī)運(yùn)行化2引風(fēng)機(jī)運(yùn)行1組開(kāi)度由075，未發(fā)現(xiàn)振動(dòng)振動(dòng)，35下降20不振2組開(kāi)度2060均不振動(dòng)開(kāi)度6010均不振動(dòng)3組各開(kāi)度下均不振動(dòng)想，可以打開(kāi)如1引風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)箱入孔門(mén)。

　　熱態(tài)運(yùn)行中，盡量用臺(tái)引風(fēng)機(jī)帶到最高負(fù)荷以不滿電流為限，這樣可以使風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，不產(chǎn)生異常振動(dòng)，同時(shí)有利于節(jié)電運(yùn)行。最高鍋爐負(fù)荷可以暫定為1001051更換為38014界電動(dòng)機(jī)后，可帶更高當(dāng)引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電流接近額定值時(shí)，可再啟動(dòng)另臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行。在兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)的擋板開(kāi)度大小的控制上，應(yīng)充分利用已發(fā)現(xiàn)的不產(chǎn)生異常振動(dòng)的較佳配合開(kāi)度，并繼續(xù)探索其規(guī)律。

　　風(fēng)機(jī)熱態(tài)運(yùn)行中氣流總振動(dòng)中含量最豐富的為16只2.顯然，此系工頻轉(zhuǎn)速引發(fā)的氣流振動(dòng)，與風(fēng)機(jī)失速無(wú)關(guān)�？稍趯�(dǎo)致工頻擾動(dòng)的影響因素上找查其原因。目前如2引風(fēng)機(jī)停機(jī)怠速過(guò)程中已發(fā)生有明顯的有節(jié)奏的與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)同周期的金屬弦音，顯系由于機(jī)械碰磨現(xiàn)象所致，應(yīng)予及時(shí)消除。

　　6今后的工作方向從上組試驗(yàn)中，可以看出第組從小開(kāi)度到大開(kāi)度時(shí)未發(fā)現(xiàn)振動(dòng)，而從大開(kāi)度到小開(kāi)度時(shí)發(fā)現(xiàn)了異常振動(dòng)。而第組和第組均未發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)�，F(xiàn)出異常振動(dòng)出現(xiàn)不解。但是我們已尋找出臺(tái)風(fēng)機(jī)處在某適當(dāng)開(kāi)度時(shí)如如1風(fēng)機(jī)10，如2風(fēng)機(jī)5 15時(shí)可以使另臺(tái)主力風(fēng)機(jī)不出現(xiàn)明顯振動(dòng)的理想運(yùn)行方式。對(duì)此特點(diǎn)的開(kāi)發(fā)和利用，在目前仍屬十分必要和有效。

　　5遏制目前引風(fēng)機(jī)運(yùn)行中氣流異常振動(dòng)的可行性研究結(jié)果1鍋爐吹掃，點(diǎn)火時(shí)，最好用系統(tǒng)阻力較小的如1引風(fēng)機(jī)單臺(tái)運(yùn)行。如有異常振動(dòng)，可全開(kāi)處在停運(yùn)狀態(tài)的如2引風(fēng)機(jī)的入口擋板門(mén)，即可消除失速振動(dòng)。如果仍不理目前，引風(fēng)機(jī)異常的運(yùn)行狀態(tài)多與引風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)問(wèn)密切相關(guān)。最根本的工作方向應(yīng)是解決風(fēng)機(jī)參數(shù)的良好匹配問(wèn)。

　　最簡(jiǎn)單的改進(jìn)方法是舍掉脫硫裝置不用，使引風(fēng)機(jī)機(jī)殼出口直通至水平煙道。此時(shí)，不更換電動(dòng)機(jī)即能使單臺(tái)引風(fēng)機(jī)帶滿負(fù)荷1301兒。廠用電減少，風(fēng)機(jī)內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，煙囪自拔力提高，廠區(qū)衛(wèi)生條件改善，氣流異常振動(dòng)將不復(fù)存在。此方案節(jié)電效果很大，工程費(fèi)用很小。從解決氣流振動(dòng)的方向來(lái)看，仍是十分有效的，但這只能屬于消極的非治本的范疇。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義看，引風(fēng)機(jī)本身將面臨著必要的技術(shù)改造，使新風(fēng)機(jī)能更好的適應(yīng)電廠管路系統(tǒng)的特性，達(dá)到良好的匹配狀態(tài)。