電站鍋爐的三大風(fēng)機---送風(fēng)機、引風(fēng)機和一次風(fēng)機（或排粉塵風(fēng)機）

　　電站風(fēng)機主要指電站鍋爐的三大風(fēng)機---送風(fēng)機、引風(fēng)機和一次風(fēng)機（或排粉塵風(fēng)機），它們是火力發(fā)電廠的主要輔機之一，其耗電量約占發(fā)電廠發(fā)電量的1.5%～2.5%，其運行的安全經(jīng)濟性直接關(guān)系到發(fā)電機組乃至整個電廠的安全經(jīng)濟運行。因此，電站風(fēng)機運行的可靠性和經(jīng)濟性一直是發(fā)電企業(yè)極為關(guān)注的問題。

　　近十年來，隨著我國主要生產(chǎn)大型電站風(fēng)機的幾家制造廠對所引進技術(shù)消化吸收的逐步完善，大型電廠管理水平、運行水平和檢修維護水平的提高，我國大型電站送、引風(fēng)機的可靠性有了長足的進步。飛車等惡性事故得到遏制，非計劃停運率明顯提高，故障次數(shù)顯著減少，由送、引風(fēng)機引起的損失發(fā)電量大幅度降低。如1991年全國100MW及以上機組因在引風(fēng)機故障造成的發(fā)電量損失就達12.7億kWh，到2002年200MW及以上機組(其總?cè)萘窟h大于1991年100MW及以上機組總?cè)萘?因引風(fēng)機故障所造成的發(fā)電量損失為3.176億kWh。但是，目前我國電站風(fēng)機運行的安全可靠性和經(jīng)濟性與國外先進水平相比尚有一定差距，按引進技術(shù)生產(chǎn)的風(fēng)機與直接引進的風(fēng)機產(chǎn)品也還有差距。

　　目前大容量鍋爐機組的制粉系統(tǒng)多采用中速磨煤機直吹式系統(tǒng)，采用W型火焰燃用難燃低揮發(fā)分煤種的鍋爐，多數(shù)采用了雙進雙出鋼球磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，還有循環(huán)流化床鍋爐均需采用高壓一次風(fēng)機。這些一次風(fēng)機輸送的均是常溫空氣，有的鋼球磨煤機中間儲倉式熱風(fēng)送粉制粉系統(tǒng)采用一次風(fēng)機輸送高溫空氣。

　　現(xiàn)在，在我國電廠中運行的一次風(fēng)機，除極少數(shù)全套機組直接引進和循環(huán)流化床鍋爐的大多數(shù)一次風(fēng)機為國外進口外，絕大多數(shù)為國產(chǎn)設(shè)備。排粉風(fēng)機則全部是國產(chǎn)設(shè)備。

　　近年來，隨著一次風(fēng)機投運的增多，出現(xiàn)的問題比送、引風(fēng)機更多。主要表現(xiàn)在軸承振動大和易損壞、機殼及進出口管道振動大，噪音高，對周圍環(huán)境（居民和辦公人員）影響大。雙級動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機時有失速(喘振)問題發(fā)生，限制機組出力并威脅機組安全經(jīng)濟運行。

　　鋼球磨煤機中間儲倉式制粉系統(tǒng)采用的是排粉風(fēng)機，其存在的主要問題仍是葉輪的磨損問題。
　　
效率低能耗高

　　統(tǒng)計表為國電熱工研究院（以下簡稱TPRI）2000年以來進行的電站風(fēng)機改造（含故障診斷）工作統(tǒng)計情況。

　　從統(tǒng)計表可見，送、引風(fēng)機出力不足是電廠要求改造的最主要原因，其次是運行效率低，能耗高。近年來向TPRI反映送、引風(fēng)機失速(喘振)問題的電廠也漸多起來。一次風(fēng)機的失速(喘振)、異常振動和噪聲高的問題比較多，而排粉機的主要問題是運行效率低，能耗高，磨損問題仍較突出。

　　經(jīng)分析，送、引風(fēng)機出力不足的主要原因，一是選型不當(dāng)；二是風(fēng)機實際性能未達設(shè)計值；三是系統(tǒng)阻力因積灰或設(shè)備更改而增加。軸流風(fēng)機失速(喘振)的主要原因是實際失速裕度不夠。其中多數(shù)風(fēng)機的實際失速界限(經(jīng)現(xiàn)場測量)與設(shè)計值有不同程度地偏離（失速區(qū)偏大），少數(shù)是因系統(tǒng)阻力增加造成。高壓的離心式一次風(fēng)機及其進、出口管道的異常振動近年來已屢見不鮮。經(jīng)分析，多數(shù)是因氣流脈動造成。其原因一是風(fēng)機運行在小開度、小流量的高氣流脈動區(qū)，二是裝有軸向?qū)�向調(diào)節(jié)門的風(fēng)機，在調(diào)節(jié)門后產(chǎn)生的中心渦流所引起的風(fēng)機內(nèi)氣流壓力的大幅脈動所造成。排粉風(fēng)機電耗高的主要原因是前彎的M9-26型排粉區(qū)的使用區(qū)效率較低所致，且其耐磨性能不如后彎風(fēng)機。
　　
　　與國外先進水平還有差距

　　近年來，我國新建的大型電站中，其鍋爐的送、引風(fēng)機多數(shù)采用了軸流式風(fēng)機，且其中動葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機又占大多數(shù)；加上電廠對經(jīng)濟性重視程度的提高，對低效運行風(fēng)機的改造力度加大；采用液力耦合器和變頻調(diào)速對離心式風(fēng)機進行變速調(diào)節(jié)的電廠也逐漸增多起來。因此，我國電站風(fēng)機的耗電率有較大幅度的降低。但由于選型設(shè)計的差異，制造質(zhì)量和運行維護水平高低的差別，我國各電廠風(fēng)機耗電率的差別還較大，一般送、引風(fēng)機和一次風(fēng)機均采用動調(diào)軸流式風(fēng)機的電廠，其三大風(fēng)機的年均總耗電率（占電廠發(fā)電量的百分數(shù)）可以達到1.5%以內(nèi)，最好的可達1%。配備離心式風(fēng)機的大型電廠，其三大風(fēng)機的年均總耗電率一般在2%以上，最好的也接近2%，與國外先進水平相比，還有差距，總的運行經(jīng)濟性還有待進一步提高。

從2 a共發(fā)生各類事故33次（其中導(dǎo)致停風(fēng)機處理18次，緊急停爐處理2次）情況來看，引風(fēng)機設(shè)備主要存在以下3個方面的問題：

第一，引風(fēng)機本體問題（占統(tǒng)計數(shù)的49％）。一是風(fēng)機頻繁發(fā)生振動且振動值嚴重超標；二是軸承頻繁發(fā)熱；三是進、出口導(dǎo)葉和葉輪磨損。這些均導(dǎo)致軸承、葉輪、導(dǎo)葉等部件的損壞。

第二，引風(fēng)機配用電機問題（占統(tǒng)計數(shù)的15％）。一是軸承軸瓦運行溫度過高；二是時有串軸現(xiàn)象發(fā)生；三是發(fā)現(xiàn)電機鼠籠轉(zhuǎn)子有斷條現(xiàn)象，開裂部位為導(dǎo)條圓弧根部和導(dǎo)條與銅環(huán)的焊接處。

第三，風(fēng)機的電氣、熱工控制系統(tǒng)問題（占統(tǒng)計數(shù)的36％）。一是電氣開關(guān)和保護引發(fā)風(fēng)機跳閘；二是熱工保護和其他連鎖引發(fā)風(fēng)機跳閘；三是風(fēng)機進口導(dǎo)葉執(zhí)行機構(gòu)故障引發(fā)風(fēng)機負荷擺動。這些問題極易造成MFT動作使爐膛滅火、鍋爐負荷降低和機組運行的不穩(wěn)定。

2　原因探析

2．1　風(fēng)機振動原因分析

2．1．1　風(fēng)機設(shè)計制造結(jié)構(gòu)不合理

a．芯筒定位方式不穩(wěn)定、不合理。芯筒既是葉輪軸承座的支撐架，也是葉輪及其軸承座中心定位的關(guān)鍵部件，芯筒中心的偏移將直接影響葉輪的對中。

芯筒中心的定位由后導(dǎo)葉和拉桿達成，拉桿兩端均為焊接不易變動，但后導(dǎo)葉卻因?qū)�葉或密封墊的更換，以及運行中導(dǎo)葉固定螺栓松動引起芯筒中心的變化，造成葉輪中心偏移而引發(fā)振動。

b．軸承座固定不牢靠，易松動。軸承座一端裝配葉輪，另一端靠軸承端蓋（厚度為37 mm）嵌于芯筒端板上，主要依賴8個螺栓固定，但廠家設(shè)計的螺栓無防松措施，在風(fēng)機運行中隨著工況的變化，容易造成螺栓的松動甚至斷裂，使軸承座下垂，導(dǎo)致葉輪中心改變而產(chǎn)生振動。

c．葉輪固定螺栓易松動。風(fēng)機葉輪夾于壓板與軸端之間，靠4個螺栓緊固于軸端上，由于螺栓無防松措施，運行中易松動造成葉輪偏斜。

2．1．2　運行調(diào)整不當(dāng)產(chǎn)生喘振

軸流風(fēng)機的運行范圍是受所謂“失速線”影響的，如果風(fēng)機的運行工況長時間處于風(fēng)機性能曲線圖中“失速線”上方的不穩(wěn)定區(qū)域，就會使風(fēng)機發(fā)生喘振，如果不盡快消除或及時停機，一般只需運行30 s以上就可能造成引風(fēng)機及其風(fēng)道的嚴重損壞。

a．單臺風(fēng)機在啟動過程中，如果運行人員操作不當(dāng)，把握不準，在風(fēng)機達到額定轉(zhuǎn)速后，入口擋板和入口靜葉長時間處于關(guān)閉或很小的開度狀態(tài)，就極易造成失速，導(dǎo)致“喘振”發(fā)生。