并列运行的轴流风机的喘振研究

　　0　引言

　　轴流式风机因其工作效率较高而被大型火力发电厂普遍采用。因为动叶可调的轴流式风机具有驼峰特性曲线,很多火电厂都发生过轴流式风机的喘振事故,所以,绝大多数电厂的运行规程都有这样的规定:风机并列时,要先把运行的风机的动叶角度减下来,再把后启动的风机的动叶角度调上去,待两台风机的动叶角度相差很小时,再按照需要把两台风机的动叶同时调大或调小。先运行的风机的动叶角度要减到多少以下,规程并没有说明,只能靠电厂运行人员自己的经验来判断;另外,把风机的动叶角度减下来时,炉膛压力或燃烧所需要的风量就受影响,必然要造成机组运行工况的波动。本文以湖北汉川电厂1号300MW火电机组为对象,利用流体网络法,计算出风机并列运行时,动叶角度相差多大以上,才会发生喘振,从而对运行人员的风机并列运行操作做出指导。对其它电厂的运行人员,可根据其风机特性曲线和风烟系统的阻力,参考执行。

　　1　动叶可调的轴流式风机的喘振原因

　　轴流式风机的特性曲线具有驼峰。当工作点处在峰点之后,风机工作在稳定区域,当工作点处在峰点之前,风机就工作在喘振区,见图1。并列运行的两台风机,如果一台的动叶角度很大,而另一台的动叶角度很小,那么,由于动叶角度大的一台风机把风机进、出口差压抬得很高,动叶角度小的一台风机只有靠减小流量来提高压头,以克服进、出口差压的反作用。当流量减小到驼峰点流量以下时,风机的压头反而是下降的,于是,该风机就打不出风,最后,在风机出口压力大于进口压力的作用下,二次风口(R7)进入炉膛(8号点)。

　　炉膛燃烧产生的烟气流经锅炉烟道、空气预热器和电除尘器(R9),被引风机A、B吸出,风机出口(11号、12号两点)处设有联通管(R15),烟气流过砖砌烟道和烟囱(R13、R14)排入大气。炉膛漏风简化为集中一点(9号点)。网络模型如图2所示。

　　流体流动可等效成电路中电流的流动,两点间的流量可等效成电流,每一点的压力可等效成电压,流动阻力可等效成电阻,风机可等效成电路中的电源。因此,两点之间没有风机的流体流动方程为:

　　其中,Q为两点间的流量;

　　Pi、Pj为i点、j点的压力;

　　Ri为两点间的流动阻力;

　　两点之间有风机时,风机产生的压头减去流体流动的阻力损失后,等于两点之间的压升,方程为:

　　其中,H为风机在流量为Q时的压头;

　　Q为风机流量;

　　Pi为风机入口压力;

　　Pj为风机出口压力;

　　Ri为风机和管道的阻力。