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新聞資訊

軸流風機的結構特點及運行

作者:崔小小文 來源: 時間:2021-09-23 08:48:19 瀏覽次數:

一. 風機概述
1) 軸流風機調節效率高且可一直在率區域內工作,其運行費用較離心風機低。軸流風機可以制造成動葉或靜葉可調,效率可達90%,而采用機翼型葉片的離心式風機效率可達92.8%。雖然在設計負荷時離心風機的效率稍高一點。但當低負荷時,相應風機負荷也減少,則動葉可調軸流風機的效率要比具有入口導向裝置調節的離心風機要高許多。當機組負荷為100%時,軸流風機與離心風機的效率分別為86%與84%,當機組負荷降至54%~50%時,軸流風機效率將比離心風機高2.532.81倍。
2) 軸流風機對風道系統風量變化的適應性優于離心風機。目前對風道系統的阻力計算還不能做到很,尤其是鍋爐煙道側運行后的實際阻力與計算值誤差較大;在實際運行中,如果煤種變化也會引起所需的風機風量和壓頭的變化。然而,對于離心風機來說,在設計時要選擇合適的風機來適應上述各種要求是困難的。為考慮上述的變化情況,選擇風機時其裕量要適當采取大些,則會造成在正常負荷運行時風機的效率會有明顯的下降。如果風機的裕量選得偏小,一旦情況變化后,可能會使機組達不到額定出力。而軸流風機采用動葉調節,關小和增大動葉的角度來適應風量、風壓的變化,而對風機的效率影響卻較小。
3) 軸流風機重量輕,低的飛輪效應值等方面比離心風機好。由于軸流風機比離心風機的重量輕,所以支撐風機和電動機的結構基礎也較輕,還可以節約基礎材料。軸流風機結構緊湊、外形尺寸小,占據空間亦小。如果以相同性能作作對比基礎,則軸流風機所占空間尺寸比離心風機小30%左右。
4) 軸流風機的轉子結構要比離心風機轉子復雜,旋轉部件多,制造精度要求高,葉片材料的質量要求也高。再加上軸流風機本身特性,運行中可能要出現喘振現象。所以軸流風機運行可靠性比離心風機稍差一些。但是動葉可調的軸流風機由于從國外引進技術,從設計、結構、材料和制造工藝上加以改進提高,使目前軸流風機的運行可靠性可與離心風機相媲美。
5) 軸流風機如與離心風機的性能相同的話,則軸流風機的噪聲強度比離心風機高,因為軸流風機的葉片數往往比離心風機多2倍以上,轉速也比離心風機高,因此軸流風機的噪聲頻率位于較高頻程頻帶。國外資料報導,不裝設消聲器的軸流送風機的噪聲水平可達110130dB,離心送風機噪聲水平約在90110dB。然而,對于性能相同的兩種風機,把噪聲消減到允許的噪聲標準(85dB),在消聲器上所花費的投資相差不大。
二. 軸流風機工作原理
1. 機翼的升力原理

風機是一種把機械能轉變為流體勢能和動能的動力設備。在鍋爐上的應用主要是送風機、引風機和一次風機等,它們擔負著連續不斷地共給燃燒所需要的空氣,并把燃燒生成的煙氣及飛灰排出爐外的任務。隨著鍋爐單機容量的增大,為保證機組安全可靠和經濟合理的運行,對風機的結構、性能和運行調節也提出了更高更新的要求。離心風機具有結構簡單、運行可靠、制造成本較低,效率較高、噪聲小、抗腐蝕性能較好的特點,以往鍋爐的風機普遍采用離心式風機?,F代離心風機普遍采用空心機翼型后彎葉片,其效率可高達85%~92%。但是隨著鍋爐單機容量的增大,離心風機的容量已經受到葉輪材料強度的限制,不可能使風機的容量隨鍋爐容量大幅度而按相應比例增大。離心風機過大的尺寸,會給制造、運行等方面帶來一定的困難。

軸流風機與離心風機比較有以下主要的特點:

 軸流風機有低的飛輪效應值(kg.m2),這是由于軸流風機允許采用較高的轉速和較高的流量系數。所以在相同的風量、風壓參數下軸流風機的轉子重量較輕,即飛輪效應較小,使得軸流風機的啟動力矩大大地小于離心風機的啟動力矩。一般軸流式送風機的啟動力矩只有離心式送風機啟動力矩的14.2%~27.8%,因而可明顯地減少電動機功率裕量對電動機啟動特性的要求,降低電動機的投資。而離心風機由于受到材料強度的限制,葉輪的圓周速度也受到限制。而轉速低,使離心風機的轉子大而重,飛輪效應顯著增大,會使風機的啟動帶來困難。電動機功率要比正常運行條件下所需的功率大得多,這樣在正常運轉時,電動機又經常在欠載運轉,增加電動機的造價,降低電機的效率。

 

如圖7-21示。機翼上有一個順時針方向的環流運動;由于機翼向前運動,以流體相對于機翼來說作自左向右的平流運動。機翼上部平流與環流疊加流速加快,壓力降低;機翼下部平流與環流疊加流速減慢,壓力升高。這樣機翼上、下面產生壓力差,此壓力差乘以機翼的面積即為升P。




軸流風機的葉輪是由數個相同的機翼形成一個環型葉柵,若在風機的葉輪上以同一半徑展開,如圖7-22示。當葉輪旋轉時,葉柵以速度u向前運動,氣流相對于葉柵產生沿著機翼表面的流動,所以氣體對機翼產生升力P,而機翼對流體產生一反作用R。R力分解可得RmRu,Rm使氣體獲得沿軸向流動的能量,力Ru使氣體產生繞軸的旋轉運動,所以氣流經過葉輪做功后,作繞軸的沿軸向運動。

1. 葉翼型理論
一. 軸流風機的基本形式

軸流風機得名于流體從軸向流入葉輪并沿軸向流出。其工作原理基于葉翼型理論:氣體由一個攻角α進入葉輪,在翼背上產生一個大小相等方向相反的作用力,該力使氣體排出葉輪呈螺旋形沿軸向向前運動。同時,風機進口處由于壓差的作用,氣體不斷地被吸入。

對動葉可調軸流風機,攻角α越大,翼背的周界越大,則升力越大,風機的壓差就越大,而風量越小。當攻角α達到臨界值時,氣體將離開翼背的型線而發生渦流,致使風機壓力大幅度下降而產生失速現象。

軸流式風機中的流體不受離心力的作用,所以由于離心力的作用而升高的靜壓能為零,因而它產生的能頭遠低于離心風機。故一般適用于大流量低揚程的地方。

軸流風機有四種基本型式,如圖7-23所示:

a)單個葉輪;(b)單個葉輪后置導葉;(c)單個葉輪前置導葉;(d)單個葉輪前后置導葉

一. 送風機

1. 送風機簡介:

送風機采用沈陽鼓風機廠生產的ASN-2800/1600動葉可調式軸流風機,通過液壓調節系統調節風機葉片的角度,從而達到調節送風機風量的目的。液壓調節系統通過一位于風機外部的氣動調節裝置來驅動。從DCS系統來的電流信號經過調節裝置轉換成氣壓信號,氣壓信號的變化使液壓調節裝置內部的滑閥產生位移,風機的動葉也隨之發生變化。

送風機的主軸承采用油池稀油自潤滑方式,推力軸承采用油脂潤滑。

送風機采用動葉可調軸流式風機,帶有一套獨立的液壓控制油系統。送風機的液壓油是風機動葉調節的動力油。系統主要由兩臺液壓油泵、互為備用的兩臺濾網、一個油箱電加熱器、一個油冷卻器等組成。液壓油從油箱經液壓油泵加壓后,將一定壓力液壓油輸送到動葉執行機構。兩臺濾網和冷油器都裝在液壓油的回油管道上。用閉式冷卻水來冷卻液壓油回油,以控制液壓油溫。當濾網差壓出現高報警時應將濾網切至備用濾網運行,并聯系檢修對臟污的濾網進行清洗。

液壓油系統的兩臺液壓控制油泵,正常運行時一臺運行、一臺備用。油泵出口裝有一泄壓閥,以調節油泵出口壓力。液壓油箱裝有一電加熱器,以控制液壓油箱內的油溫。

 

1. 送風機的啟動、運行和停止
1) 送風機的啟動
a. 同側空預器已運行,其煙氣進口擋板、二次風出口擋板開啟,同側引風機運行。
b. 同側空預器運行、其煙氣進口擋板、二次風出口擋板開啟,電除塵出口聯絡擋板打開,另一側引風機運行。
c. 另一側空預器運行,其煙氣進口擋板、二次風出口擋板開啟,送風機出口聯絡擋板已開,另一側引風機運行。
d. 另一側空預器運行,其煙氣進口擋板、二次風出口擋板開啟,同一側引風機運行,電除塵出口聯絡擋板打開, 送風機出口聯絡擋板已開。
2) 送風機的運行的監視
a. 在正常運行時,兩臺送風機風量分配應均勻,馬達電流值應相近,以防止負荷低的送風機發生失速;
b. 當送風機動葉自動調節裝置發生故障時,應立即將其切至手動調節,并聯系檢修人員盡快修復;
c. 定期對送風機及液壓油系統進行檢查和巡視。風機軸承及馬達軸承油位正常;
d. 經常檢查液壓油系統濾網差壓,當濾網差壓大于0.4MPa高報警,應及時切換濾油器并通知檢修人員清洗濾網,切換時注意油壓變化。
e. 當送風機運行時應注意液壓油箱的油溫,在液壓油箱內設置了電加熱器,當任一油泵運行且油位不低時,油溫15, 電加熱器自動投入,當油箱溫度≥25℃或油箱油位低低時,自動停用。
f. 在送風機運行中應嚴密監視液壓油的壓力,當油壓低時,備泵應自啟,否則應手動啟動。在液壓油母管上各裝有三個相對獨立的壓力測點,分別用于正常壓力的監視和油壓低報警、油壓低低跳風機。
3) 送風機停運

送風機啟動應滿足下列的各個條件:

首先要確認引風機和另一臺送風機的運行狀態,如任一引風機運行且另一側送風機未運行;或兩臺引風機均運行且另一側送風機運行。

其次應注意空預器及其進出口擋板的狀態,具體如下:

再次應注意送風機及其電機軸承溫度、送風機液壓油壓力電機線圈溫度油箱油位等參數正常。

送風機啟動前應先確認一臺或二臺引風機運行正常,二次風通路已打通,送風機的啟動許可條件已滿足,另一臺送風機動葉和出口擋板全開或另一臺送風機運行。關閉送風機動葉和出口擋板,啟動送風機后,當電流回落到空載電流后,開啟出口擋板,緩慢開啟調節動葉或投入自動,關閉另一臺停用送風機的出口擋板和調節動葉;若是第二臺送風機啟動,可將臺送風機調節投入自動,然后緩慢開啟第二臺送風機調節動葉,當二臺送風機負荷相同或相近時,投入第二臺送風機調節自動。

正常情況下,送風機停運應在引風機停運之前。將待停送風機調節動葉切為手動方式,逐漸減少出力,注意風量及爐膛壓力的變化;全關調節動葉后,停止風機運行;關閉該送風機出口擋板;若風機停用后處于備用狀態,液壓油系統應保持運行。若長時間內不啟動且無倒轉現象可停用液壓油系統。

 

 




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