188鍋爐風機第一節本期工程鍋爐送風機采用動葉可調軸流式、引風機采用靜葉可調軸流式、一次風機采用入口導葉調節離心式。風機是發電廠鍋爐設備中重要輔機之一，在鍋爐上的應用主要為送風機、吸風機，一次風機等。隨著單機發電容量的增大，為保證機組安全可靠和經濟合理的運行，對風機的結構、性能和運行調節也提出了更高更新的要求。一般來說，離心式風機有較悠久的發展歷史，具有結構簡單，運行可靠、效率較高(空心機翼型后彎葉片的可達85％一92％)，制造成本較低、噪聲小等優點。但隨著鍋爐單機容量的增長，離心風機的容量已經受到葉輪材料強度的限制，不能隨鍋爐容量的增加而相應增大，而軸流式風機則可以做得很大，且具有結構緊湊、體積小、質量輕、耗電低、低負荷時效率高等優點。目前對于大容量鍋爐600MW機組的送風機采用軸流式風機是發展的趨勢，而一次風機和引風機有采用軸流式的，也有采用離心式的。軸流風機與離心風機比較有以下主要特點：1．軸流風機采用動葉可調結構，制造工藝高，制造成動葉片可調節方式，則調節效率高并可使風機在高效率區域內工作。因此，運行費用較離心風機明顯降低。2．軸流風機對風道系統風量變化的適應性優于離心風機。如風道系統的阻力計算不很準確，實際阻力大于計算阻力，或遇到煤種變化所需風機風量、風壓不同，就會使機組達不到額定出力。而軸流風機可以采用動葉片調節關小或開大動葉的角度來適應風量、風壓的變化，對風機的效率影響卻很小。3．軸流風機重量輕，所以支撐風機和電動機的結構基礎也較輕，可以節約基礎材料。并有較低的飛輪效應值，這方面比離心風機好。這是由于軸流風機允許采用較高的轉速和較高的流量系數，所以在相同的風量、風壓參數下軸流風機的轉子較輕，即飛輪效應值較小，使得軸流風機的啟動力矩大大地小于離心風機的啟動力矩。一般軸流式送、吸風機的啟動力矩只有離心式送、吸風機啟動力矩的14.2％一27.8％。4．軸流風機的轉子結構要比離心式風機轉子復雜。旋轉部件多，制造精度要求高，葉片材料的質量要求也高。所以軸流風機運行可靠性比離心式風機稍差些。5．軸流風機如與離心風機的性能相同，則軸流風機噪聲強度比離心式風機高。因為軸流風機的葉片數往往比離心風機多兩倍以上，轉速也比離心風機高。6．軸流風機本身特性情況決定，運行中可能出現喘振現象，運行可靠性要比離心風機稍差一些。第二節風機的結構特性一、送風機系統1．送風機的動葉調節系統動葉調節機構由一套裝在轉子葉片內部的調節元件和一套單獨的液壓調節油的中心操作臺組成。軸流風機動葉調節機構的結構大多相似，其工作原理是通過伺服機構操縱，使液壓油缸189調節閥和切口通道發生變化，使一個固定的差動活塞兩個側面的油量油壓發生變化，從而推動液壓缸缸體軸向移動，帶動與液壓油缸缸體相連接的轉子葉片內部的調節元件，使葉片角度產生變化。Kaiyun 開云網站當外部調節臂和調節閥處在一個給定的位置上時，液壓缸移動到差動活塞的兩個側面上液壓油作用力相等，液壓缸將自動位于沒有擺動的平衡狀態。這時動葉片的角度就不再變化。如下3-1-1圖所示。圖3-1-1葉片液壓調節系統從結構圖來看，液壓調節機構可分為兩部分。一為控制頭，它不隨軸轉動，另一部分是油缸及活塞，它們與葉輪一起旋轉，但活塞沒有軸向位移，葉片裝在葉柄的外端。每個葉片個螺栓固定在葉柄上，葉柄由葉柄軸承支撐，平衡塊與葉片成一規定角度裝設，二者位移量不同，平衡塊用于平衡離心力，使葉片在運轉中成為可調。2．送風機動葉液壓調節機構的工作原理（1）當信號從控制軸輸入要求“十”向位移時，分配器左移，壓力油從進油管A經過通路2送到活塞左邊的油缸中，由于活塞無軸向位移，油缸左側的油壓就上升，使油缸向左移動，帶動調節連桿偏移，使動葉“+”向位移。與此同時，調節桿也隨著油缸左移，而齒條將帶動控制軸的扇齒輪反時針運動，但分配器帶動的齒條卻要求控制軸的扇齒輪作順時針轉動，因而調節桿就起到“彈簧”的限位作用，當調節力大時，“彈簧”限不住位置，所以葉片仍向“十”向位移，即為葉片調節正終端的位置；但由于“彈簧”的牽制作用，在一定時間后油缸的位移自動停止，由此可以避免葉片調節過大，防止小流量時風機進入失速區。（2）當油缸左移，活塞右側缸體積變小，油壓也將升高，使油從通路1經回油管B送到活塞右邊的油缸中，使油缸右移，因油缸左邊的體積減小，油從通路2經回油管B排出，整個過程正好與上述(1)、(2)過程相反。彈簧的作用是為了消除外部調節臂與調節閥兩者之間的間隙。為了減輕彈簧對伺服電動機產生的作用力，采用了平衡重錘的方法來加以克服。液壓調節油的中心操作臺設置了兩臺動葉油泵、兩臺油冷風機、油箱、濾油器、空氣冷卻器、油壓安全閥、壓力表和電氣控制等。兩臺動葉油泵和油冷風機的運行方式為一臺運行，一臺備用，并可相互切換。動葉油泵的正常運行，可以保證液壓油系統的循環，使液壓油缸內油壓建立，推動改變190葉片角以及使缸體和橡膠密封圈、旋轉密封內軸承得到冷卻和潤滑。空氣冷卻器用于冷卻液壓油，也起到保護液壓部件的作用。油壓安全閥用于控制液壓油系統油壓，當動葉油泵出口油壓高于油壓安全閥整定值時，將自動泄壓到油箱中，以保護液壓部件安全運行。通過油壓壓力表，可以監視液壓油系統的運行情況，防止油壓過低或過高。并通過報警裝置及時發出信號，以便及時調整、檢查、處理。油壓過高會影響液壓部件的安全運行；油壓過低，會使動葉片運行時發生振蕩，影響動葉片及其他動葉調節部件的使用壽命和安全運（4）在風機穩定運行時,伺服閥的凸肩堵住了兩個油管路,既無進油也無回油,動葉穩定在一定的角度。當要求風機的動葉角度開大時,控制信號通過伺服馬達使控制軸順時針轉動,曲于液壓缸無位移,調節桿在軸向也沒有移動,則與控制軸相連的齒輪使伺服閥右移。壓力油通過伺服閥中間的油管進入到活塞左側的腔室中,使腔室的油壓升高,而活塞右側的腔室通過油管與回油B接通,使腔室的油壓降低。活塞固定在轉子上不能軸向移動,因為油壓的變化會使液壓缸向左移動,液壓缸的移動帶動滑塊,使動葉向正向位移。液壓缸在移動過程中,活塞兩側的腔室容積將會發生變化,壓力高的腔室由于體積增大而使油壓降低,壓力低的腔室由于體積變小而使油壓升高,使液壓缸的移動量逐漸減小。與此同時,液壓缸左移也帶動調節桿向左移動,控制軸在輸入一定的位移信號后固定在此位置。由于與控制軸相連的齒輪的作用,會使伺服閥右移,直至伺服閥的凸肩重新堵住油口,活塞兩側的油壓不再有大的變化,液壓缸和動葉片重新穩定在一個新的位置。調節桿起反饋的作用。（5）當要求風機的動葉角度關小時,伺服馬達帶動控制軸逆時針轉動,齒條帶動伺服閥左移,活塞左側的腔室與回油管接通,而活塞右側的腔室與壓力油管接通。液壓缸以及調節桿的移動與上述移動方向相反,調節結束后穩定在一個固定的位置。（6）當伺服馬達帶動控制軸正反轉動一個角度時,滑塊在滑道中也正反移動一個位置,液壓缸的缸體和葉片相應地在一定的位置和角度下固定下來,這樣輸入軸的正反轉動角度也可以換算成動葉片的轉動角度。二、引風機系統1．雙吸雙速離心引風機結構設計特點引風機為單級葉輪、雙室進氣、雙支承結構。整個風機由風箱、機殼、轉子、支承軸承、 聯軸箱、進口導葉(或調節擋板)、進出口隔離擋板組成。轉子葉輪為雙吸入式,葉片為機翼 型。轉子軸承采用自調整套筒軸承,其中電動機端軸承為固定端,另一端(風機側)為自由端。 軸承潤滑油為內置式油池提供,配置的軸承加油器能自動調節油位。另外軸承內通冷卻水, 正常運行時,軸承溫度保持在82以下。 鋼板焊接的螺旋形機殼采用五分結構,合理布置人孔板,煙氣入口管與水平呈27夾角, 出口與水平呈45夾角。輪轂用平鍵與軸相連接。機殼外設置隔音兼保溫的外套。 2．引風機工作原理 離心風機的工作原理是利用葉輪旋轉,葉輪葉片就對氣體作功,使葉輪的機械能轉變為 氣體能量。工作過程是葉輪內充滿氣體,葉輪旋轉時,氣體被帶動一起旋轉起來,氣體受離心 力作用,氣體的靜壓能提高,同時具有動能,這時氣體從葉輪的中心被甩向葉輪邊緣,于是葉 輪中心就形成了真空,外界氣體在大氣壓的作用下從中心流入葉輪內,從葉輪中得到能量,在 蝸殼(擴壓管)或出口導葉內將一部分動能轉變為壓力能,然后沿著壓力管道排出。 鍋爐的引風機多數采用雙吸離心式風機和進口導葉控制方式,也有用進口調節擋板調節 方式。考慮到低負荷時風機的效率,選用了雙速電機。引風機考慮到煙氣中飛灰磨損因素而 選用較低的轉速，并使用耐磨合金材料。 191 三、一次風機系統 1．一次風機結構特點 1-聯軸套筒；2-彈性聯軸器；3-軸承箱部；4-機殼；5-進風口；6-調節門；7-傳動部；8-進風箱； 9-電動執行器 圖3-1-2 一次風機 葉輪形式為單吸入式，葉片為平板型葉片，共12片，具有效率高、性能曲線平坦的特點。 葉片與輪蓋及輪盤的連接采用焊接方式，材料為14MnMoBRe和15MnV。葉輪與主軸的連接采用 法蘭結構，從而較大的減輕了葉輪的重量。葉輪與主軸用高強度螺栓（35CrMoA）緊固，所 有螺栓均采用止動墊圈鎖緊，同時主軸法蘭肩部又能阻止螺栓本身的轉動，故這種連接方式 是非常安全可靠的，同時承受較大的扭矩。葉輪與主軸裝配后做靜、動平衡試驗，以保證轉 子的平穩運轉。軸承為滾動軸承，采用潤滑油N#46透平油，軸承箱裝有油位指示器，軸承箱 體材料為鑄鐵分上、下兩部分，以便于安裝和檢修。 2．電動執行機構驅動調節原理 電動執行器調節范圍在0—90度。通過導葉調節門葉片的開啟度，可以改變風機的運行 工況點，以滿足不同負荷下的運行要求。調節門的葉片為扇形，通過電動執行機構實現葉片 的調節。該調節方式能使氣流正預旋進入葉輪，從而改善了葉輪的內部流動情況，因此較大 的提高了風機的整機效率。 第三節 送風機 一、送風機的結構 超臨界鍋爐的送風機采用動葉可調軸流式風機。風機由進氣室、擴壓器葉輪、主軸、動 葉調節機構、傳動組、自動控制等部分組成，如下圖所示。 包括進氣室和導流板，進氣室入口端與系統連接，中間筒體內是主軸承箱座，出口端呈圓錐狀管段收集器，目的使氣流進入進氣箱及收集器內加速通過導流板并使氣流轉向。導流 板是焊接在管段與中間筒體之間，使氣體通過導流板能均勻地進入葉輪，減小旋渦區與阻力， 使氣流流動平順的設備。 192 整個進氣室由兩個支座與基礎連接，承受風機重量。Kaiyun 開云網站送風機因就地進風，為降低噪聲， 在進風口加裝了消音器。 一擴壓器支座／滾輪；3一動葉調節機構；4 一傳動臂；5 一支承罩； 一葉片；8一葉輪外殼；9 一進風箱支管；10 一進風箱；11 一主軸承箱；12 一聯軸器；13 冷卻風機；14一聯軸器保護罩；15 一電機 圖3-1-3 送風機示意圖 送風機擴壓器結構相同，由外錐筒，圓柱形內筒及撐板后置導葉組成，全部為焊接結構。擴壓器前部是后置導葉，用鋼板彎制焊接在內筒和外殼上，后置導葉有十多片。軸流風機在 擴壓器前設置導葉是為了提高風機的流動效率及適應鍋爐的需要將氣流動能部分轉換成壓 力能。 整個擴壓器下部由4 個滾輪放置在導軌上，擴壓器的高低、法蘭平面和葉輪外殼法蘭平 面的平行度，可通過調整滾輪的墊片來找正。 檢修時，擴壓器可推入后部煙風道，為便于葉輪拆裝，擴壓器后部有一個流線形的檢查 孔和內筒體相通。擴壓器中心水平位置有一根帶法蘭無縫鋼管從外殼通向內筒，動葉調節機 構傳動軸裝在管內。 進氣室入口和擴壓器出口端與風煙道的連接，均采用軟連接。這樣能清除金屬連接的缺 點，使風機與風煙道之間的強制力降低到最小程度，避免因風機振動而影響系統，軟性連接 也起到了吸收膨脹作用，也便于檢修時拆裝。 3．葉輪 葉輪是風機主要部件之一，氣體通過葉輪的旋轉，才能獲得能量，然后離開葉輪作螺旋 線的軸向運動。 葉輪由動葉片、輪轂、葉柄、推力軸承、調節盤、調節臂、滑塊、導環、導銷、支承軸

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