一次风机电流风压波动问题的分析及解决方法

一次风机电流风压波动问题的分析及解决方法

李玉雷

（青岛华丰伟业电力科技工程有限公司山东省青岛市266100）

摘要：摩洛哥杰拉达1X350MW燃煤电站一次风机采用双进单出离心式风机，在调试过程中发现风机入口挡板开度为30%-50%时，存在风机电流、出口风压风压波动较大的问题。

关键词：离心风机；电流；风压；波动

风机是电站的重要辅机，风机出现问题时，将引起发电机组降低出力或停运，造成发电量损失。通过对风机问题现象进行逐一分析原因，一一甄别，进行处理，保证机组的稳定运行

摩洛哥杰拉达电站安装1台350MW燃煤机组。该锅炉为哈锅设计HG-1117/25.4-YM3型的变压运行、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、露天布置的π型超临界锅炉，带有内置式再循环泵的启动系统，采用低NOx燃烧技术，20只燃烧器分5层布置，采用切圆燃烧方式，配长春发电设备总厂5台MPS170HP-Ⅱ中速磨煤机直吹式制粉系统，锅炉在BMCR工况下，4运1备；锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数。

一次风机为成都电力机械厂(CPMW)设计制造的GJ34342型双支撑离心式风机。在设备调试期间，发现风机电流和出口压力在入口挡板开度为30%-50%时波动的问题，严重影响了机组的安全稳定运行。经过试验、分析，进行了一一排除，确定了由于风机入口中心涡造成的，并且进行了改造，风机电流和出口压力恢复了正常。

一、调试过程中遇到的问题及处理

1.调试过程中出现的问题

在一次风机的调试过程中，发现一次风机入口调节挡板开度在30%-50%之间，一次风机出口压力在12.6-11.95KPa之间波动，电流波动最大14A，B一次风机电流96-82A，A一次风机电流98-88A，冷风流量44-46t/h，热风流量41-44t/h。

A/B一次风机启动试验

试验运行曲线图如下：

2、问题分析及试验：

一次风机电流风压波动，一般是由风机本体安装、管网阻力、入口涡流等方面的原因造成的。为了确定其根本原因，进行了一次风机进行了一系列的检查和试验。

（1）一次风机本体安装检查核对

在风机厂家的指导下，对一次风力的各部件的安装与其安装说明书上进行了一一的核对，发现风机入口调节挡板叶片松懈，在外力作用下可在±5°左右摆动。经过加固后再次试验，风机电流风压问题并未消除。可以排除此方面原因。

（2）风机出口管网阻力试验

试验一：为了改变系统阻力，将B一次风机出口门开度固定在75%处，逐渐调节入口门开度，进行一次风门入口挡板门与风机电流波动测试。

启动B一次风机进行试验。

试验运行曲线图如下：

试验结果：一次风机入口调节挡板开度在30%-50%之间，一次风压（一次风机出口）在1KPa之间波动，电流波动最大10A，B一次风机电流85-95A，冷风流量55-51t/h，热风风压4.87-5.69KPa。

结论：经过以上检查试验发现，风机电流和出口压力的波动可以排除设备安装、出口管网阻力等因素。由此可以确认风机的电流风压等波动应该是由入口气流产生的涡流有关。

二、风机入口中心涡的产生机理及问题原因分析

进口涡流出现在采用入口导流器调节的离心式通风机中。入口导流器用于产生预旋来减小风机压升，然而较高的旋转具有产生滞止流的中心层（核）的趋势。这个核将作用和形成一个旋转的螺旋状的流束，一个进口涡流就这样产生了。

空气在离心式风机中的流动趋势是由轴向流动逐步的发展成柱面旋流，在接近入口的地方成为混合螺旋流，以便成为指向叶片入口的空间速度矢量。离心式风机叶轮的高速旋转并通过流体的黏性为空气流动提供了动力，在入口造成了轴向和径向的压差，迫使空气产生了轴向、径向和周向流动。这种扭矩的传递，可以达到离风机叶轮较远的地方，从而使进口涡流一直延伸到风机之前进风管上游的一段距离。进口涡流的特性决定了风机入口为一个不稳定气流状态。

空气在进入消音器后呈逐渐加速状态，理论上风机进口管道应为逐渐收敛状。本项目的风机设计为消音器至调节挡板管段较长，约有10m，且呈扩张状，这样的设计会使器留在风机入口不断的产生旋涡。另外在入口叶片小开度的的情况下，气流的冲角相应增大，产生的结果是使气流在叶轮入口处的冲击损失增大，使叶轮流道吸力面产生脱流；该脱流还可能会堵塞部分流道，而在入口近管壁处出现反向流与主气流进行能量交换，消耗叶轮能量，造成风机处于小流量工况下出现低频的压力脉动。但当风机在过小或者大于设计工况时，由于风机入口挡板已处于接近于关闭或全开的位置，气流不会出现该种现象。

由此，可以解释风机在入口挡板在开度为30%-50%电流，出口压力会出现波动的现象。

三、解决方案

确定了风机电流和出口风压波动由于入口气流产生的涡流造成的，可以通过对一次风机进气箱底部加装消涡器，以减少气流对冲产生的漩涡，并通过试验进行确认效果。

方案：在风机进气箱底部加装一块隔板（详见下图），隔板高度高300mm，两侧支撑板与隔板角度为30°。

改造完成后，进行风机的出力试验，试验数据如下：

试运运行曲线如下

试验结果：在改造完成后，重新对风机进行试验，随着风机入口挡板开度在30%-50%内，电流和出口压力无波动现象，但风机在调节挡板开度为75%左右时，达到额定电流，出力明显比改造前降低，需要进行进一步优化。

四、结论

一次风机在入口调节挡板开度为30%-50%范围内电流和风压波动主要是因为风机入口涡流引起的，设计的不合理加剧了波动。通过加装消涡器的方法消除了这种波动，但从试验数据来看，加装消涡器会牺牲风机的一部分的压力和效率。通过改良和试验，基本使风机效率能达到要求。

五、效果

在机组试运期间，两台一次风机无论在任何工况下，电流和风压都维持稳定状态，没有波动。特别是在最低稳燃负荷和单侧风机运行等试验期间，风机承受住了严峻考验，没有一次因为一次风机故障造成机组的停机及降负荷事件，保证了机组的安全稳定运行。

参考文献：

［1］电站风机改造与可靠性分析刘家钰中国电力出版社2002

［2］离心式风机入口旋流的试验研究阎庆拔等太原理工大学学报1991

作者简介：

李玉雷，助理工程师，从事火力发电厂锅炉专业调试工作，担任锅炉调试负责人。