山东省龙口市东海工业园东海热电厂 杨海利

1 引风机出现喘振和失速异常的现象分析

1.1异常机理分析

叶片气流冲角是指叶片的面与气流之间的夹角，当处于正常状况下引风机的冲角较小，气流能够绕过翼型叶片保持流线状态，当气流与叶片进口角出现一定偏离时，会形成正冲角，之后正冲角度越大，一旦超过临界值会使叶片背面流动处于恶化并使得边界层受到破坏，在叶片背面位置会出现涡流区域。一旦引角超过临界值且该值偏离度越大，则表明失速更加严重，甚至还会从一定程度上增加流体阻力，堵塞流道，降低风速、风机风压，使其进入不稳定状态，即出现喘振等异常现象。

风机处于不稳定区域时会引起压力、风量以及电流大幅度增加以及风机剧烈振动，管道振动等均被称为是喘振现象。对于高压、大容量风机来说，其产生喘振危害是比较大的，会影响轴承以及设备的使用寿命，同时对于锅炉安全运行来说也会受到直接影响。总之风机喘振中失速是关键因素，而风机出现失速却不一定会导致喘振的发生。

1.2 引风机的喘振、失速危害性分析

在失速区域内风机会长时间运行，导致叶片断裂，其他部件也会受到一定程度的损伤，失速之后会导致喘振的现象发生，如果管道系统容积与阻力几乎一致，则在失速压力降低时，风机的出口管道压力会高于其压力产生而使气流出现倒流，快速降低管道压力，并且风机又会向管道中进行气体输送，但由于气体流量较小而风机面临失速，会使气流又出现倒流的问题。随着引风机喘振的发生会从一定程度上影响风机参数，使其发生剧烈振动，在短时间内破坏风机设备，因此需要使风机立即停止运行。

风机处于失速喘振的过程中会对炉膛压力产生较大波动，使锅炉燃烧状态不稳定，尤其在处于高负荷状态时会使风机出现跳闸或者机组RB降出力、火灾等事故，在风机处于喘振过程中时，风机的风压、风量以及电动机电流会发生较大波动，形成电流气流冲击，并且从一定程度上加剧振动，产生较大的噪声。此时风机的叶片风道均会受到较大作用力，进而使风机设备出现严重损伤，其容量与压力越大则产生的喘振危害越强，因此应当尽可能避免轴流风机在喘振、失速下长时间运行。

2 引风机喘振、失速异常的原因分析

2.1 失速原因分析

对于引风机的失速原因主要是由于：在处于一定动叶角下风机长期运行时，如果由于受到外界因素的影响导致母管风压快速升高，而风机的流量快速降低，这种情况下在动叶角度未发生显著变化时会快速提高压力，导致其超出失速线而进入失速状态运行，对于并联运行的两台风机来说，其中一台动叶性能较差，会使该风机在短时间内失速；在风机处于正常运行下，其流量异常降低，一次风压的快速升高，也会导致风机处于失速状态；风机出口位置的挡板脱落或者出现断裂等多种因素，均会导致风机挡板突然或部分关闭，使动叶调节无法快速适应压力的变化，在压力波动以及动叶自动化调节的过程中，会导致并列运行的其中一台风机处于失速状态。

在变负荷过程中，由于自动化调节失灵或者出现人为误操作，导致两台并列运行的风机风量、风压不平衡，进而进入失速状态；风机的出口位置存在风道堵塞问题，如在风机空预器上存在灰尘严重，在两侧空预器积累灰尘或者堵灰不一致的基础上，一次风系统存在轻微扰动，这种情况下会使一侧风机阻力较大造成失速；当磨煤机在运行过程中突然跳闸，其出入口关断挡板全关，进而导致风压快速提高使风机进入失速状态；在磨煤机处于加负荷或减负荷运行中，由于改变磨煤机的风量会使两侧的风机存在一定的流量偏差，在风机入口位置动叶调节时会使电流和流量出现较大偏差，进而使其中一台风机的动叶调节工况较差时存在风机失速的问题。

2.2 喘振原因分析

受热面、空气预热器严重积灰或烟气系统挡板误关，引起系统阻力增大，造成风机动叶（静叶）开度与进人的风量、烟气量不相适应；操作风机动叶（静叶）时幅度过大使风机进入喘振区；动叶（静叶）调节特性变差，使并列运行的两台风机发生“抢风”或自动控制失灵，使其中一台风机进入喘振区；机组在高负荷时，吹灰器投入运行或送风量过大。

2.3 风机存在喘振与失速的关系

对于轴流风机来说是失速是其基本属性，对于每一个引风机叶轮均会出现失速导致的不稳定工况，这种失速是隐形的，只有使用高灵敏设备才能够检测出来。对于喘振现象是一种显性现象，一旦出现风机喘振其功率、流量、压力数值会发生较大波动，并且伴随明显的噪声产生；对于风机叶轮来说，失速是指给叶片结构带来的空气动力工况，在整个过程中失速有其运动规律，不会受到系统形状以及容积产生的影响，风机和系统耦合之后形成的振荡特性，即喘振的频率、振幅是由风道容积影响的。

在处于失速状态时能够获得风机特性曲线，当风机出现喘振则无法进行特性曲线的测量；在处于失速状态时叶轮周边的工况会发生较大波动，但整台风机的压力流量和功率是保持稳定的，可确保风机实现稳定运行，一旦出现喘振则风机的功率、流量、压力会发生较大波动，无法维持其实现正常运行；风机出现失速，一般存在于特性曲线顶峰以左位置，而喘振发生在顶峰以左的坡度范围内，压力的降低通常是由于风机失速导致的。

3 引风机失速有效预防措施

3.1 有效降低系统阻力

对于一次风机系统阻力降低的主要措施为：

在满足煤粉燃烧需求以及运输要求的基础上，尽可能减少磨煤机的通风量，可通过制粉和锅炉系统进行性能测试，确定合理的分离器挡板开度，进而降低出口位置的温度。适当增加磨煤机进口热风调节门以及冷风调节门的开度大小，合理调整空顶器密封间隙，以减少风漏风量，除此之外还需要在模拟机配置风量分配以降低一次风压力；有效降低空预器漏风问题，在引风机处于运行过程中需要强化空顶器一次风、二次风的出入口以及烟气测差压等相关参数的实时监控，一旦出现差压显著变化，需及时调整并采取强化吹灰的措施，防止出现堵灰，减小系统阻力，关闭风烟系统联络挡板以减少风机的彼此干扰。

优化系统的运行操作方式，需要根据风机失速区域的测量确定，在不同动叶开度下风机的最佳运行参数包括风机出口，风压机和不同负荷运行条件下的风量，要求合理控制出口风压使其处于合理范围，确保风机控制点在失速线下方能够有效防止风机出现失速问题，对于并列运行的风机需要保持动叶开度一致，需要同步实现增减调节，防止出现较大的偏差；定时监测，需要定期对风险系统的风量以及风压等仪表进行检测，确保仪表指数的准确度，在启动风机前需要检查各个风门以及挡板的开度情况，要求风机表盘开度与实际开度要相符合，对同一风门各挡板应当实现同步开关，尽可能减少与风机联系的风叶系统的阻力，使管网具备良好的性能，进而在管网与风机处于联合运行时能够扩大运行工作范围。

尽可能避免在处于失速状态下风机为自动运行状态，当一台风机刚出现不稳定失速现象时应当解除自动调节并设置为手动调节，及时调整。比如对于开度不稳定运行的风机，动叶或者可以关小另一风机动叶，使不稳定风机工作点下一道失速线的下方，尽可能使风机脱离这种不稳定运行状态，逐渐恢复到正常运行。

3.2 有效防止引风机喘振措施

在调节风机的过程中应当尽可能使两侧作用力一致，包括进出口风压、电流和静叶开度情况，在风机运行不稳定时或者存在较大的负荷参数变化、引风机自动调节无法与异常情况相适应时，应当调整到手动调节方式；对于并列运行的引风机，单台引风机应当及时关小，运行风机的静叶和动叶之后逐渐开大，当并列风机静动叶直到电流处理情况基本一致为止；在处运行过程中，如果机组设备出现跳闸导致RB动作，需要及时调整相关操作，确保实现稳定负荷运行，防止风机处于失速状态或者由于炉膛风量较低，导致事故发生。

在引风机电流存在较大偏差时无需进行烟道吹灰。在吹灰过程中还需要注意炉膛负压以及电流变化，尤其是在高负荷情况下应当防止工况落入不稳定区域；在处于高负荷状态下，杜绝引风机处于临界出力边界运行，可适当降低氧量运行，同时也可以降低机组的负荷使其远离失速区域；当误关烟气通道挡板时需要立即打开，如果无法打开需要降低锅炉的负荷，及时调整静叶开度情况，待风机的喘振消失后，及时联系维修人员进行处理。

4 结语

空预器堵塞及烟气侧差压过高是导致大型锅炉引风机出现失速、喘振异常的重要原因，烟气侧差压的不恰当会造成引风机工作程序和工作状态的不稳定。与此同时，不恰当的风机选型也会造成引风机在异常工况中运行，增加了各类异常出现的几率。因而可以采用高压水以及化学药物对大型锅炉引风机的空预器进行清洗，对于工作异常及结构存在损坏的蓄热元件要及时进行更换，选择与生产工况相适应的引风机型号，避免失速、喘振等异常的出现。