火力发电厂轴流式一次风机停运和并列操作分析

火力发电厂轴流式一次风机停运和并列操作分析
摘要：本文通过对火电厂轴流式一次风机作用、特点的简要分析，以浙能滨海
电厂#1、#2 机组一次风机停运和并列操作时的参数变化，从电厂运行管理的角度深入探讨了轴流式一次风机停运和并列操作的方法和注意事项，总结出轴流式一
次风机停运和并列操作的基本原则，对同类型风机的操作具有借鉴意义。

关键词：轴流式一次风机；停运和并列；操作方法
火电厂一次风机的主要作用是在直吹式制粉系统中起到将磨煤机中煤粉输送到炉膛，并
起到干燥煤粉和提供煤粉燃烧的最初氧量、热量的作用，是火电厂的重要辅机，一次风机是
否正常运行直接影响到锅炉的燃烧出力及安全运行。

因动叶可调式轴流式风机具有压力低、
流量大、高效区范围大，靠液压缸调节，动作准确、迅速，因而广泛用于 300MW 以上的大
型火电厂。

1.轴流式风机的特点
1.1.轴流式风机的工作原理
气流轴向进入风机叶轮后，在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动的风机。

当叶轮旋转时，气体从进风口轴向进入叶轮，受到叶轮上叶片的推挤而使气体的能量升高，然后流入导叶。

导叶将偏转气流变为轴向流动，同时将气体导入扩压管，进一步将气体动能转换为压力能，最后引入工作管路。

动叶可调轴流式一次风机是改变叶片的角度是通过动叶调节机构来完成的。

调节时 DCS
指令发至电动执行机构，执行机构推动传动臂，通过控制轴、调节杆带动液压缸部件的伺服阀，伺服阀动作使液压缸动作，带动叶片根部的曲柄，使叶片角度改变, 从而改变风机出力。

1.2.轴流式风机的工作失速原理
风机处于正常工况时，冲角很小（气流方向与叶片叶弦的夹角即为冲角），气流绕过机
翼型叶片而保持流线状态。

当气流与叶片进口形成正冲角，此正冲角超过某一临界值时，叶
片背面流动工况开始恶化，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象。

失速现象越严重，流体的流动阻力越大，叶道阻塞，同时风机风压也随之迅速降低。

一次风机失速失速是一种不稳定的运行工况，对风机本身及系统的安全、稳定运行均危
害巨大：
1)一次风机失速时，一次风母管风压、各磨煤机进口风量均大幅降低，炉膛燃烧剧烈波动，炉膛负压大幅降低，汽包水位大幅下降，极易导致锅炉 MFT。

2)一台风机失速时，另一台风机出力突然增大，风机电流大幅上升，极易超过额定电流，造成电机过负荷而跳闸。

机组正常运行时，单侧风机停运和并入对一次风母管压力扰动巨大，极易导致风机失速，要认真分析操作中的要点，防止风机失速。

2.轴流一次风机停运操作
2.1.轴流一次风机停运案例介绍
2019 年 8 月 27，配合 #2B 一次风机连杆故障消缺，停运 #2B 一次风机。

18 时 04 分机组负荷减至 170MW，投入微油，投入 AB 层两只对角大油枪，总煤量 65t/h，#2B 一次风机动叶开度 68%，电流 50A。

18 时 04 分巡检就地缓慢关闭 #2B 一次风机出口电动挡板，手动开大#2A 动叶由 51% 开大至 54%，调整一次风母管压力 6.8KPa，随着 #2B 一次风机出口电动挡板关小，微调 #2A 一次风机动叶开度至 57%。

18 时 06 分 #2B 一次风机出口电动挡板开度 25%，#2B 一次风机开始不出力，一次风母管压力瞬间跌至 5.4KPa,#2B 一次风机电流由 50A 跌落至 40A，令巡检就地全关 #2B 一次风机出口电动挡板，并手动快速开大#2A 一次风机动叶；18 时 06 分 33 秒#2B 一次风机出口电动挡板全关，#2B 一次风机跳闸，#2A 一次风机动叶开至 100% 电流108A，一次风母管压力5.4KPa, 总煤量 66t/h 跌至 46t/h，整个过程汽包水位较稳定，波动范围不大。

2.2.轴流一次风机停运操作要点
单侧一次风机停运时最重要的一点是保证操作过程中一次风母管压力的稳定，只要一次风压稳定，制粉系统运行、汽包水位等机组重要参数也会维持稳定，从保证一次风压为着手点，单侧一次风机停运的注意事项有以下几点：
1)为减少对单侧一次风机停运的影响，一般采用巡检就地缓慢
关闭一次风机出口电动挡板的方法来停运一次风机，这样一次风母管压力下降较小，操作员可以及时调整运行一次风机出力。

此外，还可以避免一次风机出口阀不动作导致一次风反窜一次风母管压力大幅下降。

2)巡检开始缓慢关闭停运一次风机出口电动挡板，每次幅度在 5% 左右，当待停运一次风机电流开始下降时，可以看到一次风压已经开始下降，此时说明待停运的一次风机已经不出力，立马开大另一台一次风机动叶，维持一次风压。

就地出现较大喘动声音时，可以全关出口电动阀，停运单侧一次风机。

在开大另一台一次风机动叶时注意电流不要超过额定电流130.5A。

3)一次风机停运过程中，一次风压波动下降或者上升时，进入炉膛的燃料量会瞬间发生变化，导致虚假水位的产生，所以一定要注意调整汽包水位，防止汽包水位保护动作。

3.轴流一次风机并入系统操作
3.1.轴流一次风机并列案例介绍
2019 年 8 月 27 日，23 时 46 分，启动 #2B 一次风机，初始电流
29A，手动开大#2B 一次风机动叶开度 52%，#2B 一次风机电流 40A，一次风母管压力6.3KPa，#2B 一次风机电流开始出现轻微波动，出口压力也出现轻微波动 ,#2B 一次风机开始出力并出现轻微失速喘振。

23 时 51 分，手动快速关小 #2A 一次风机动叶开度至 50%，#2A 一次风机电流 49.8A，#2B 一次风机电流 46A，一次风母管压力跌至 4.4KPa 后开始上升 ,#2B 一次风机并入系统。

然后同时手动开 #2A、 #2B 一次风机动叶开度至 55%，一次风母管压力抬高至 6.5KPA，后两台一次风机电流无波动，说明 #2B 一次风机成功并入系统。

手动调整两台一次风机动叶开度，使电流达到平衡，抬高一次风母管压力，保证机组出力。

3.2.轴流一次风机并列操作要点
根据风机的扬程和流量的特性曲线，风机运行在流量较大、扬程较低的工况下较稳定，不易发生失速，所以风机并列操作时，为避免并列后管道流量较低而管道阻力较大发生失速，要在并列操作时增加管道流量和降低运行一次风机出力。

主要有以下操作要点：
1)风机并列前要提前投入微油和两只大油枪，减弱一次风压波动对炉膛燃烧的影响，稳
定燃烧。

2)启动待并一次风机，缓慢提高动叶，观察风机电流和出口风压变化，若风机电流和出
口风压开始波动，说明风机开始出现喘振现象，风机即将出力，根据本厂一次风机的特点和
经验，本厂一次风机即将出力的电流值为 40A，这时将另外一台一次风机动叶降至和待并一
次风机动叶相同值，操作过程中注意汽包水位（风压短时下降，燃烧减弱，汽包水位下降），同时增开备用磨煤机风道，增加一次风流量，减少失速概率。

正常运行的一次风机动叶降到
给定值，待并一次风机电流上升，风机出口、一次风母管压力也同时上升，说明一次风机并
入系统，两台一次风机同时向上打动叶，一次风母管压力回升，注意汽包水位会随着燃烧的加强出现向上的虚假水位。

4.总结
综上所述，轴流式一次风机失速是一种极具危险的工况，而在火
电厂中，相比较送风机和引风机，一次风机运行时压头较高，风量较小，按照其压力
流量特性曲线，一次风机更容易运行在不稳定区域从而发生失速，对锅炉的安全运行会产生
较大威胁。

因此，在锅炉正常运行中，在一次风机停运和并列操作时，要熟练掌握其操作方法和注意事项，防止一次风机失速。

参考文献
[1]郭力君. 泵与风机. 北京：中国电力出版社，1997
[2]何川. 泵与风机. 北京：中国电力出版社，2008
[3]叶江明. 电厂锅炉原理及设备. 北京：中国电力出版社，2009。