[科普中國]-防喘振裝置

簡介

萊鋼熱電廠現(xiàn)有多級軸流式高爐鼓風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)著高爐冷風(fēng)供應(yīng)任務(wù)風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運行，直接關(guān)系到高爐冶煉的正常生產(chǎn)。該軸流風(fēng)機(jī)是由首鋼引進(jìn)的二手設(shè)備。該風(fēng)機(jī)為德國公司生產(chǎn)轉(zhuǎn)速可調(diào)防喘裝置采用液壓控制方式。機(jī)械電氣部分老化，防喘保護(hù)不可靠，多次發(fā)生故障，嚴(yán)重影響了高爐的正常生產(chǎn)。為此，我們選用了可靠的氣動防喘閥。根據(jù)機(jī)組實測的喘振線設(shè)置了防喘線。通過計算機(jī)實現(xiàn)了防喘保護(hù)的模擬調(diào)節(jié)和數(shù)字控制。并進(jìn)一步完善了防喘保護(hù)措施。大大提高了機(jī)組安全可靠性1。

多級軸流風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作我國鋼鐵企業(yè)的大中型高爐鼓風(fēng)機(jī)多采用多級軸流風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)具有容量大、效率高、轉(zhuǎn)速高、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化等優(yōu)點。運行管理的自動化水平較高，而且機(jī)組正常運行監(jiān)測自動保護(hù)都得到了很大的加強(qiáng)。但機(jī)組容量大，在運行過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定運行狀況，易造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。 因此，只有熟悉掌握好多級軸流風(fēng)機(jī)的特性， 設(shè)置可靠的保護(hù)裝置和制定科學(xué)的運行調(diào)節(jié)方式。才能確保風(fēng)機(jī)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行1。

多級軸流風(fēng)機(jī)的特點多級軸流風(fēng)機(jī)具有以下幾個特點

1.隨著流量的減少，鼓風(fēng)機(jī)的壓比起初升高。然后下降。

2.當(dāng)氣體的流量減少到一定值時，鼓風(fēng)機(jī)的工作進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)。即進(jìn)入喘振區(qū)#每個轉(zhuǎn)速下的流量特性線都有自己產(chǎn)生喘振時的最小流量。各轉(zhuǎn)速下喘振流量點之間連線稱為喘振邊界線。

3.隨著鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，流量特性線的形狀將發(fā)生變化。即高轉(zhuǎn)速下的流量特性線陡直。

4.在一定的轉(zhuǎn)速下，當(dāng)體積流量增加到某一值時，鼓風(fēng)機(jī)的壓比和效率急劇下降。

5.特性曲線陡，流量變化范圍窄。

6.喘振發(fā)生在特性曲線的右支，試驗得不到左支2。

喘振與穩(wěn)定運行喘振由多級軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線可知，多級軸流風(fēng)機(jī)工作點易進(jìn)入不穩(wěn)定工況?，F(xiàn)場鼓風(fēng)機(jī)都是在管網(wǎng)中運行的。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)在停機(jī)、啟動、部分負(fù)荷下運行、進(jìn)氣條件、運行管網(wǎng)改變時。將會引起氣動性能發(fā)生變化。偏離設(shè)計工況，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)。發(fā)生喘振、阻塞、旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象。機(jī)組甚至發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞事故。

喘振的實質(zhì)是鼓風(fēng)機(jī)葉柵中氣流發(fā)生分離產(chǎn)生的。在動葉柵的局部區(qū)域氣流以一定的速度相對動葉柵作旋轉(zhuǎn)運動，形成旋轉(zhuǎn)失速。隨著流量的繼續(xù)減少。旋轉(zhuǎn)失速區(qū)的數(shù)目繼續(xù)增加，最后可能占據(jù)整個葉片流道。形成穩(wěn)定失速， 此時，鼓風(fēng)機(jī)中出現(xiàn)氣流強(qiáng)烈的低頻脈動，引起葉片的振動和抖動。正常的氣流流動和增壓已完全破壞。氣動參數(shù)隨時間劇烈地變化，并產(chǎn)生巨大的聲響和機(jī)器的振動#嚴(yán)重時可能導(dǎo)致整個鼓風(fēng)機(jī)組的損壞。

穩(wěn)定運行為了確保風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運行。避免發(fā)生喘振、阻塞、旋轉(zhuǎn)失速。我們把風(fēng)機(jī)工況點運行區(qū)域進(jìn)行了劃分，設(shè)置保護(hù)裝置。當(dāng)風(fēng)機(jī)在有效使用區(qū)域工作時，不會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。

防喘保護(hù)就是一項重要的保護(hù)裝置，為了避免鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振。將實際測定的喘振線，接近喘振下移的量。繪制一條喘振動作線，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)運行工況點達(dá)到喘振動作線，防喘裝置將會動作。放散一部分風(fēng)，保持鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作。給運行人員一個調(diào)整的時間。若鼓風(fēng)機(jī)運行工況點迅速達(dá)到喘振放風(fēng)線，防喘閥會全部打開，全部放風(fēng)。不同的機(jī)組防喘閥全部打開的條件不一樣。若風(fēng)壓急劇增加，風(fēng)量急劇減少，防喘閥會立即打開以防止喘振的發(fā)生1。

防喘保護(hù)的實施為了提高風(fēng)機(jī)的安全可靠性，對防喘保護(hù)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)。自改造投運后，機(jī)組未發(fā)生一次防喘閥全部打開放風(fēng)和中斷高爐供風(fēng)的事故。為高爐煉鐵的順行，提供了可靠的保證。

防喘線的設(shè)置根據(jù)風(fēng)機(jī)實際測得喘振線下移設(shè)置防喘線。另外在防喘線以下設(shè)置了工況偏高防喘報警線。防喘線以上設(shè)置了喘振報警線。風(fēng)機(jī)運行工況點達(dá)到該線時，發(fā)出聲光報警。

考慮到風(fēng)機(jī)的性能隨著進(jìn)氣條件變化較大，對喘振線和防喘線進(jìn)行了溫度補(bǔ)償。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，實際的喘振線和防喘線將不再與微機(jī)監(jiān)控畫面的曲線重合，向下進(jìn)行了移動。從而滿足風(fēng)機(jī)性能和防喘線設(shè)置的要求，達(dá)到防喘作用。

總結(jié)通過對軸流風(fēng)機(jī)防喘系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，防喘保護(hù)得到了進(jìn)一步的完善。風(fēng)機(jī)的安全可靠性得到了極大的提高。同時機(jī)組也獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為其它機(jī)組防喘保護(hù)技術(shù)改造提供了寶貴經(jīng)驗。為了使防喘保護(hù)達(dá)到更為理想的功能和效果#還需要在今后的工作中，探索科學(xué)的運行調(diào)節(jié)方式，解決防喘閥性能受周圍工作環(huán)境溫度電磁場影響的問題1。