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動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機葉片斷裂的原因分析

2009-02-27 瀏覽數(shù):5156

  b)A引風(fēng)機失速區(qū)域比制造廠家提供的大,實測的風(fēng)機失速界限線位于廠家提供的風(fēng)機性能曲線失速界限線的右下方,當風(fēng)機流量為250 m3/s時,其不失速的最高全壓為4.4 kPa降至3.85 kPa,降低了550 Pa;當風(fēng)機全壓為3.6 kPa時,其不失速的最小風(fēng)量由173 m3/s增加到206.7 m3/s。
  c)當1號爐兩臺引風(fēng)機在機組負荷290 MW以下運行時,處于該型風(fēng)機的穩(wěn)定運行區(qū)域,而實際上A引風(fēng)機的運行已非常接近失速區(qū)。
3.3 1號爐引風(fēng)機的運行特殊性
  從1號爐引風(fēng)機實際運行工況的試驗可知,當引風(fēng)機在靠近失速區(qū)域運行時,氣流壓力脈動幅值明顯增加且頻率減小,當動葉角度為30°,脈動頻率為139 Hz時,其幅值達1.6 kPa,這不僅使葉片的作用力增加了1倍,重要的是139 Hz的頻率恰好為葉片固有頻率的2倍,它可以使葉片共振而損壞葉片,當風(fēng)機失速時,氣流壓力脈動幅值達2kPa以上,葉片的動力值明顯增加,局部應(yīng)力集中,最終導(dǎo)致葉片薄弱處(如根部)疲勞折斷或葉片固定螺釘松動,在葉片力作用下螺釘本身疲勞而被扭、剪斷,導(dǎo)致葉片損壞。因此,軸流風(fēng)機在這樣的狀況下運行勢必會導(dǎo)致葉片的斷裂。通過對1號爐A、B引風(fēng)機的運行數(shù)據(jù)分析,由于A引風(fēng)機流量比B引風(fēng)機小,A側(cè)煙氣系統(tǒng)阻力又高于B側(cè)達300 Pa以上,其本身實際失速區(qū)域又大于設(shè)計值,使A引風(fēng)機更接近失速區(qū)運行,形成了A引風(fēng)機運行的特殊性。
4 防止引風(fēng)機葉片斷裂的對策
  從分析葉片斷裂的原因可知,要防止葉片斷裂,首先要解決葉片的材料問題,其次是防止引風(fēng)機長期在失速區(qū)運行。
4.1 對葉片進行改造
  改造葉片,以提高風(fēng)機整體抗振能力。改造的新葉片需滿足以下兩點要求:
    a)必須滿足原設(shè)計和實際運行工況要求;
  b)在150~170°C溫度下長期運行,葉片組織性能穩(wěn)定。
  根據(jù)這兩點,通過對國內(nèi)同類引風(fēng)機葉片的調(diào)研后,采取了雙管齊下的攻關(guān)戰(zhàn)略,既選用鍛鋁葉片,又選用優(yōu)質(zhì)鋁-銅系鑄鋁葉片。新葉片與原設(shè)計的ZL402葉片的主要性能對比見表2。從1998年10月開始,使用新型葉片后,出現(xiàn)過ZL201 A葉片防磨層脫落情況,但沒發(fā)生葉片斷裂事故。從使用效果看,鍛鋁葉片無論在外觀、制造工藝、表面線型、平衡性和耐磨性等綜合性能均優(yōu)于鑄鋁合金葉片。
現(xiàn)從它們的主要特征和使用效果來分析:
    a)鍛鋁合金
  熱態(tài)下塑性較高,易鍛造、沖壓,葉片的外觀、表面線型最好。延伸率和沖擊韌性高,針孔和疏松可消除,強度較高,但有晶間腐蝕傾向??估?、抗振、耐磨,外觀、表面線性好,安裝后丹麥進口葉片不用做動平衡,風(fēng)機運行中穩(wěn)定性好,未發(fā)生葉片斷裂。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 風(fēng)場湍流強度的計算及其對風(fēng)電機組選型的影響
閱讀下文 >> 風(fēng)機葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)先設(shè)計方法

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