锅炉风机专题讲座

null锅炉风机专讲座锅炉风机专题讲座鲁阳发电有限责任公司发电运行部2009 08 25风 机 类 型风 机 类 型离心式风机 优：结构简单、运行可靠、制造成本较低，效率较高、噪声小、抗腐蚀性能较好 缺：受到叶轮材料强度的限制 ，风机过大的尺寸，会给制造、运行等方面困难 轴流式风机 丹麦诺文克(NOVENCO)公司、德国透平通风技术有限公司（TLT公司）、德国巴布考克公司（BABCOCK）null 离心风机示意图 轴流风机示意图 null(1)轴流风机采用动叶可调的结构，其调节效率高，并可使风机在高效率区域内工作，因此运行费用较离心风机明显降低。 当机组低负荷（50％左右）时，轴流风机效率可比离心风机高2倍以上。 (2)轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。目前对风道系统的阻力计算还不能做到很精确，在实际运行中，如果煤种变化也会引起所需的风机风量和压头的变化。对于离心风机来说，选择风机时其裕量要适当采取大些，则会造成在正常负荷运行时风机的效率会有明显的下降。而轴流风机采用动叶调节，关小和增大动叶的角度来适应风量、风压的变化，而对风机的效率影响却较小。 比 较null(3)轴流风机重量轻、低的飞轮效应值等方面比离心风机好。由于轴流风机比离心风机的重量轻，所以支撑风机和电动机的结构基础也较轻，还可以节约基础材料。轴流风机结构紧凑、外形尺寸小，占据空间亦小。如果以相同性能作对比基础，则轴流风机所占空间尺寸比离心风机小30％左右。 (4)轴流风机的转子结构要比离心风机转子复杂，旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求也高。再加上轴流风机本身特性，运行中可能出现喘振现象。所以轴流风机运行可靠性比离心风机稍差一些。但是动叶可调的轴流风机由于从国外引进技术，从设计、结构、材料和制造工艺上加以改进提高，使目前轴流风机的运行可靠性可与离心风机相媲美。 (5)轴流风机如与离心风机的性能相同，则轴流风机的噪音强度比离心风机高，因为轴流风机的叶片数多于离心风机，转速也比离心风机高。 null一、轴流式风机的工作原理及结构 轴流式风机是由于流体从轴向流入叶轮并沿轴向流出而得名。其工作原理是基于叶翼型理论： 气体由一个攻角α进入叶轮，在翼背上产生一个升力，同时在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力，使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时，风机进口处由于压差的作用，使气体不断地被吸入。 动叶可调轴流风机，攻角越大，翼背的周界越大，则升力越大，风机的压差越大，风量越小。当叶片攻角达到临界值时，气体将离开翼背的型线而发生涡流，此时风机压力大幅度下降，产生失速现象。 流体在轴流式风机中由于不受离心力的作用，所以由于离心力作用而升高的静压能为零，所以它所产生的能头远低于离心式风机。故一般适用于大流量低扬程的地方，属于高比转数范围。 null1－电动机；2－联轴器；3－进气箱；4－主轴；5－主轴承；6－叶片；7－轮毂；8－传动机构；9－扩压筒；10－叶轮外壳 动叶可调轴流式风机结构null1. 吸入烟风道（进气箱）1. 吸入烟风道（进气箱） 吸入烟风道包括进气室和导流板。进气室入口与系统连接，中间筒体内是主轴承箱座，出口端呈圆锥状管段，目的是使气流进入进气室后能加速通过导流板，并使气流转向，导流板就焊接在管段与中间筒体之内，使气流通过导流板能均匀地进入叶轮，减小旋涡区与阻力，使气流流动平顺。送风机就地进风，为降低噪音，在进风口加装消音器。 null进气箱2.扩压筒2.扩压筒 扩压筒由外锥筒、圆柱形内筒及撑板后置导叶组成，全部为焊接结构。为了提高风机的流动效率及适应锅炉的需要，将气流动能部分转换成压力能，轴流风机在扩压筒前设置了后置导叶，后置导叶用钢板弯制焊接在内筒和外壳上。进气室入口和扩压器出口端与风道(对引风机来说是烟道)连接，均采用软连接，避免因风机的振动而影响系统，软性连接也起到吸收膨胀的作用。 null扩压筒 3.叶轮3.叶轮 叶轮是风机的主要部件之一，气体通过叶轮的旋转获得能量，然后离开叶轮作螺旋线的轴向运动。 该风机叶轮为焊接结构，这种叶轮比起铸造轮毂可承受较大的离心应力，因而可以提高转速，缩小风机尺寸。叶轮结构如图 9-3-2所示，由动叶片、轮毂、叶柄、推力轴承、滑块、平衡块等组成。 null1－叶片；2－轮毂；3－轴；4－平衡块 5－曲柄；6－滑块；7－推力轴承；8－导向轴承 叶轮结构示意图null叶片null4.主轴承箱 4.主轴承箱 TLT风机主轴承箱的材料为GGG25铸铁，其结构有两种，一是水平中分面结构的滑动轴承箱，另一种是整体结构的滚动轴承箱。我公司是采用后一种型式。送风机和引风机的轴承箱的结构基本上一样，只是引风机的轴承箱比送风机的大一些。 为了防止主轴承过热，在风机壳体内部围绕主轴承的四周、风机壳体的上半和下半用空心支承，使之同周围空气相连，形成风机的自然冷却。 null主轴承箱null送风机主轴承采用滑动轴承，使用强制润滑，有两条供油渠道：一是与主电机尾轴相连的主润滑油泵供油；二是油站中的压力油泵通过减压阀向轴承供油。引风机主轴承箱采用滚动轴承，由两个圆柱滚动轴承和一个向心推力球轴承分别承受转子组的径向力和轴向力，采用润滑脂润滑。 每个主轴承的测温系统各由三只铂热电阻温度计，可以现场观察和遥测，温度控制带有报警装置功能，当轴承温度高于设定值时，可立即发出报警信号，及时保护轴承不致烧损。在主轴承箱壳体上装有振动检测传感器，可以把风机振动值反映到中控室，使运行人员随时掌握风机的运行状态。null5．联轴器 TLT风机的半挠性联轴器（三叠片式）是一种能补偿安装与运行偏差(轴 偏差和轴向变动等)且起自平衡作用的联轴器。null6.轴流风机动叶调节机构 null12345791012118c1﹑定位﹑2液压缸 3﹑活塞 4﹑主轴 5﹑主轴法兰盘 6﹑伺服器 7﹑控制盘 8﹑双面齿条 9﹑指示齿轮 10﹑大齿轮 11﹑小齿轮 12﹑滑块 13﹑单面小齿条 轴 13dnull 液压缸内的活塞由轴套及活塞轴的凸肩沿轴向定位。液压缸可以在活塞上左右移动,但活塞不能作轴向移动。为了防止液压缸左、右移动时，液压油从活塞与液压缸间隙处泄漏,活塞上装有两列带槽密封圈。当叶轮旋转时,液压缸同步旋转,活塞由于护罩和活塞轴的旋转带动与叶轮一起作旋转运动。风机在某工况下稳定工作时,活塞与液压缸无相对运动。 活塞轴中心装有定位轴,当液压缸左、右移动时会带动定位轴一起移动。控制头等零件是静止不动的。 　 风机如在某工况下稳定工作时,动叶片也在某一角度下运转。此时伺服阀将油道C和D的油孔关闭,活塞左右两侧的工作油无进油、回油,动叶片的角度固定不变。 null电动头单面齿条定位轴指示轴叶片伺服阀杆控制盘定位轴不动双面齿条大齿轮滑块不动单面齿条油口开油口关null滑块滑块null指示盘指示齿轮null伺服阀杆单面齿条伺服阀套送风机型号：送风机型号：我公司锅炉三大风机介绍nullHOWDEN Variax®风机型式－单级HOWDEN Variax®风机叶片调节机构 HOWDEN Variax®风机叶片调节机构 null送风机参数： 风机入口体积流量(m3/s) ：401.7 风机入口质量流量(kg/s) ：462.0 风机入口全压(Pa) ：-495 风机全压升(Pa) ：5689 风机轴功率(kW) ：2655 风机全压效率(％) ：84.4 风机转速(r/min) ：996 电动机的型号：YKK 800-6 额定功率：3000kW 额定电压： 10000V 额定电流：207_A 功率因数Cosφ：0.875一次风机参数一次风机参数型号： GU23838-22 型式： 动叶可调轴流式 风机入口体积流量(m3/s) ：149.2 风机入口质量流量(kg/s) ：171.6 风机入口全压(Pa) ：-407 风机入口全压(Pa) ：21983 风机轴功率(kW) ：3469 风机全压效率(％) ：88.8 风机转速(r/min) ：1500 电动机的型号：YKK800-4 、 额定功率： 3800kW ； 额定电压： 10000V ； 额定电流： 260A； 功率因数Cosφ：0.89 引风机参数： 型号： YA18436-8Z 型式：静叶可调轴流式 风机入口体积流量(m3/s) ：515 风机入口质量流量(kg/s) ：679 风机入口全压(Pa) ：-5589 风机全压升(Pa) ：6100 风机轴功率(kW) ：5697 风机全压效率(％) ：85.4 风机转速(r/min) ：590 电动机的型号：YKK1120-10 、 额定功率： 6100kW ； 额定电压： 10000V ； 额定电流： 460A； 功率因数Cosφ：0.8 引风机参数： 型号： YA18436-8Z 型式：静叶可调轴流式 风机入口体积流量(m3/s) ：515 风机入口质量流量(kg/s) ：679 风机入口全压(Pa) ：-5589 风机全压升(Pa) ：6100 风机轴功率(kW) ：5697 风机全压效率(％) ：85.4 风机转速(r/min) ：590 电动机的型号：YKK1120-10 、 额定功率： 6100kW ； 额定电压： 10000V ； 额定电流： 460A； 功率因数Cosφ：0.8 null二、一次风机与送风机的不同一次风机选用双级动叶可调轴流式风机 三、引风机三、引风机我公司一期引风机选用的是成都电力机械厂的AN系列静叶可调子午加速轴流风机，系引进德国KKK公司技术 。1—联轴器 2—轴承座 3—主轴 4—进气箱 5—进口导叶调节器 6—进口集流器 7—机壳 8—叶轮 9—后导叶 10—扩压器 null 后导叶 叶轮（示意） 前导叶调节机构 风机的失速和喘振风机的失速和喘振风机的失速： 当风机处于正常工况工作时，冲角等于零，而绕翼型的气流保持其流线形状，当气流与叶片进口形成正冲角时，随着冲角的增大，在叶片后缘点附近产生涡流，而且气流开始从上表面分离。当正冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，升力减小，阻力却急剧增加，这种现象称为“旋转脱流”或“失速”。如果脱流现象发生在风机的叶道内，则脱流将对叶道造成堵塞，使叶道内的阻力增大，同时风压也随之而迅速降低。 旋转脱流对风机性能的影响不一定很显著，虽然脱流区的气流是不稳定的，但风机中流过的流量基本稳定，压力和功率亦基本稳定，风机在发生旋转脱流的情况下尚可维持运行，因此，风机的工作点如落在脱流区内，运行人员较难从感觉上进行判断。风机正常工况与脱流工况的气流状况对比风机正常工况与脱流工况的气流状况对比风机正常时的气体流动状况 风机脱流工况时的气体流动状况null轴流风机的喘振： 轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。喘振的发生会破坏风机与管道的设备，威胁风机及整个系统的安全性。 如图所示：轴流风机Q－H性能曲线，若用节流调节减少风机的流量，如风机工作点在 K 点右侧，则风机工作是稳定的。当风机的流量 Q < QK时，这时风机所产生的最大压头将随之下降，并小于管路中的压力，因为风道系统容量较大，在这一瞬间风道中的压力仍为HK，因此风道中的压力大于风机所产生的压头使气流开始反方向倒流，由风道倒入风机中，工作点由K点迅速移至C点。但是气流倒流使风道系统中的风量减小，因而风道中压力迅速下降，工作点沿着CD线迅速下降至流量Q=0时的D点，此时风机供给的风量为零。由于风机在继续运转，所以当风道中的压力降低到相应的D点时，风机又开始输出流量， 为了与风道中压力相平衡，工况点又从D跳至相应工况点F。只要外界所需的流量保持小于 QK，上述过程又重复出现。如果风机的工作状态按F－K－C－D－F周而复始地进行，这种循环的频率如与风机系统的振荡频率合拍时，就会引起共振，风机发生了喘振。 轴流风机的Q－H性能曲线 轴流风机的Q－H性能曲线null旋转脱流与喘振的异同点： 共同点： 旋转脱流与喘振的发生都是在Q－H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的。 不同点： 1.旋转脱流发生在图示的风机 Q－H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在Q－H性能曲线向右上方倾斜部分。 2.旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。 3.旋转脱流对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。 风机在运行时发生喘振，情况就不相同。喘振时，风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动，同时伴有明显的噪声，有时甚至是高分贝的噪声。喘振时的振动有时是很剧烈的，损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风机无法运行。null 失速和喘振是两种不同的概念，失速是叶片结构特性造成的一种流体动力现象，它的一些基本特性，例如：失速区的旋转速度、脱流的起始点、消失点等，都有它自己的规律，不受风机系统的容积和形状的影响。 喘振是风机性能与管道装置耦合后振荡特性的一种表现形式，它的振幅、频率等基本特性受风机管道系统容积的支配，其流量、压力、功率的波动是由不稳定工况区造成的，但是试验研究表明，喘振现象的出现总是与叶道内气流的脱流密切相关，而冲角的增大也与流量的减小有关。所以，在出现喘振的不稳定工况区内必定会出现旋转脱流。null思考题： 1.我公司三大风机的型号？ 2.轴流风机的结构由哪几部分组成？ 3.动叶可调的轴流风机动叶是怎样被调整的？ 4.什么是风机的“旋转脱流”？ 5.什么是风机的“喘振”？ 4.轴流风机的“旋转脱流”和“喘振”有异同点？ 谢谢大家！谢谢大家！