188锅炉风机第一节本期工程锅炉送风机采用动叶可调轴流式、引风机采用静叶可调轴流式、一次风机采用入口导叶调节离心式。风机是发电厂锅炉设备中重要辅机之一，在锅炉上的应用主要为送风机、吸风机，一次风机等。随着单机发电容量的增大，为保证机组安全可靠和经济合理的运行，对风机的结构、性能和运行调节也提出了更高更新的要求。一般来说，离心式风机有较悠久的发展历史，具有结构简单，运行可靠、效率较高(空心机翼型后弯叶片的可达85％一92％)，制造成本较低、噪声小等优点。但随着锅炉单机容量的增长，离心风机的容量已经受到叶轮材料强度的限制，不能随锅炉容量的增加而相应增大，而轴流式风机则可以做得很大，且具有结构紧凑、体积小、质量轻、耗电低、低负荷时效率高等优点。目前对于大容量锅炉600MW机组的送风机采用轴流式风机是发展的趋势，而一次风机和引风机有采用轴流式的，也有采用离心式的。轴流风机与离心风机比较有以下主要特点：1．轴流风机采用动叶可调结构，制造工艺高，制造成动叶片可调节方式，则调节效率高并可使风机在高效率区域内工作。因此，运行费用较离心风机明显降低。2．轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机。如风道系统的阻力计算不很准确，实际阻力大于计算阻力，或遇到煤种变化所需风机风量、风压不同，就会使机组达不到额定出力。而轴流风机可以采用动叶片调节关小或开大动叶的角度来适应风量、风压的变化，对风机的效率影响却很小。3．轴流风机重量轻，所以支撑风机和电动机的结构基础也较轻，可以节约基础材料。并有较低的飞轮效应值，这方面比离心风机好。这是由于轴流风机允许采用较高的转速和较高的流量系数，所以在相同的风量、风压参数下轴流风机的转子较轻，即飞轮效应值较小，使得轴流风机的启动力矩大大地小于离心风机的启动力矩。一般轴流式送、吸风机的启动力矩只有离心式送、吸风机启动力矩的14.2％一27.8％。4．轴流风机的转子结构要比离心式风机转子复杂。旋转部件多，制造精度要求高，叶片材料的质量要求也高。所以轴流风机运行可靠性比离心式风机稍差些。5．轴流风机如与离心风机的性能相同，则轴流风机噪声强度比离心式风机高。因为轴流风机的叶片数往往比离心风机多两倍以上，转速也比离心风机高。6．轴流风机本身特性情况决定，运行中可能出现喘振现象，运行可靠性要比离心风机稍差一些。第二节风机的结构特性一、送风机系统1．送风机的动叶调节系统动叶调节机构由一套装在转子叶片内部的调节元件和一套单独的液压调节油的中心操作台组成。轴流风机动叶调节机构的结构大多相似，其工作原理是通过伺服机构操纵，使液压油缸189调节阀和切口通道发生变化，使一个固定的差动活塞两个侧面的油量油压发生变化，从而推动液压缸缸体轴向移动，带动与液压油缸缸体相连接的转子叶片内部的调节元件，使叶片角度产生变化。Kaiyun 开云网站当外部调节臂和调节阀处在一个给定的位置上时，液压缸移动到差动活塞的两个侧面上液压油作用力相等，液压缸将自动位于没有摆动的平衡状态。这时动叶片的角度就不再变化。如下3-1-1图所示。图3-1-1叶片液压调节系统从结构图来看，液压调节机构可分为两部分。一为控制头，它不随轴转动，另一部分是油缸及活塞，它们与叶轮一起旋转，但活塞没有轴向位移，叶片装在叶柄的外端。每个叶片个螺栓固定在叶柄上，叶柄由叶柄轴承支撑，平衡块与叶片成一规定角度装设，二者位移量不同，平衡块用于平衡离心力，使叶片在运转中成为可调。2．送风机动叶液压调节机构的工作原理（1）当信号从控制轴输入要求“十”向位移时，分配器左移，压力油从进油管A经过通路2送到活塞左边的油缸中，由于活塞无轴向位移，油缸左侧的油压就上升，使油缸向左移动，带动调节连杆偏移，使动叶“+”向位移。与此同时，调节杆也随着油缸左移，而齿条将带动控制轴的扇齿轮反时针运动，但分配器带动的齿条却要求控制轴的扇齿轮作顺时针转动，因而调节杆就起到“弹簧”的限位作用，当调节力大时，“弹簧”限不住位置，所以叶片仍向“十”向位移，即为叶片调节正终端的位置；但由于“弹簧”的牵制作用，在一定时间后油缸的位移自动停止，由此可以避免叶片调节过大，防止小流量时风机进入失速区。（2）当油缸左移，活塞右侧缸体积变小，油压也将升高，使油从通路1经回油管B送到活塞右边的油缸中，使油缸右移，因油缸左边的体积减小，油从通路2经回油管B排出，整个过程正好与上述(1)、(2)过程相反。弹簧的作用是为了消除外部调节臂与调节阀两者之间的间隙。为了减轻弹簧对伺服电动机产生的作用力，采用了平衡重锤的方法来加以克服。液压调节油的中心操作台设置了两台动叶油泵、两台油冷风机、油箱、滤油器、空气冷却器、油压安全阀、压力表和电气控制等。两台动叶油泵和油冷风机的运行方式为一台运行，一台备用，并可相互切换。动叶油泵的正常运行，可以保证液压油系统的循环，使液压油缸内油压建立，推动改变190叶片角以及使缸体和橡胶密封圈、旋转密封内轴承得到冷却和润滑。空气冷却器用于冷却液压油，也起到保护液压部件的作用。油压安全阀用于控制液压油系统油压，当动叶油泵出口油压高于油压安全阀整定值时，将自动泄压到油箱中，以保护液压部件安全运行。通过油压压力表，可以监视液压油系统的运行情况，防止油压过低或过高。并通过报警装置及时发出信号，以便及时调整、检查、处理。油压过高会影响液压部件的安全运行；油压过低，会使动叶片运行时发生振荡，影响动叶片及其他动叶调节部件的使用寿命和安全运（4）在风机稳定运行时,伺服阀的凸肩堵住了两个油管路,既无进油也无回油,动叶稳定在一定的角度。当要求风机的动叶角度开大时,控制信号通过伺服马达使控制轴顺时针转动,曲于液压缸无位移,调节杆在轴向也没有移动,则与控制轴相连的齿轮使伺服阀右移。压力油通过伺服阀中间的油管进入到活塞左侧的腔室中,使腔室的油压升高,而活塞右侧的腔室通过油管与回油B接通,使腔室的油压降低。活塞固定在转子上不能轴向移动,因为油压的变化会使液压缸向左移动,液压缸的移动带动滑块,使动叶向正向位移。液压缸在移动过程中,活塞两侧的腔室容积将会发生变化,压力高的腔室由于体积增大而使油压降低,压力低的腔室由于体积变小而使油压升高,使液压缸的移动量逐渐减小。与此同时,液压缸左移也带动调节杆向左移动,控制轴在输入一定的位移信号后固定在此位置。由于与控制轴相连的齿轮的作用,会使伺服阀右移,直至伺服阀的凸肩重新堵住油口,活塞两侧的油压不再有大的变化,液压缸和动叶片重新稳定在一个新的位置。调节杆起反馈的作用。（5）当要求风机的动叶角度关小时,伺服马达带动控制轴逆时针转动,齿条带动伺服阀左移,活塞左侧的腔室与回油管接通,而活塞右侧的腔室与压力油管接通。液压缸以及调节杆的移动与上述移动方向相反,调节结束后稳定在一个固定的位置。（6）当伺服马达带动控制轴正反转动一个角度时,滑块在滑道中也正反移动一个位置,液压缸的缸体和叶片相应地在一定的位置和角度下固定下来,这样输入轴的正反转动角度也可以换算成动叶片的转动角度。二、引风机系统1．双吸双速离心引风机结构设计特点引风机为单级叶轮、双室进气、双支承结构。整个风机由风箱、机壳、转子、支承轴承、 联轴箱、进口导叶(或调节挡板)、进出口隔离挡板组成。转子叶轮为双吸入式,叶片为机翼 型。转子轴承采用自调整套筒轴承,其中电动机端轴承为固定端,另一端(风机侧)为自由端。 轴承润滑油为内置式油池提供,配置的轴承加油器能自动调节油位。另外轴承内通冷却水, 正常运行时,轴承温度保持在82以下。 钢板焊接的螺旋形机壳采用五分结构,合理布置人孔板,烟气入口管与水平呈27夹角, 出口与水平呈45夹角。轮毂用平键与轴相连接。机壳外设置隔音兼保温的外套。 2．引风机工作原理 离心风机的工作原理是利用叶轮旋转,叶轮叶片就对气体作功,使叶轮的机械能转变为 气体能量。工作过程是叶轮内充满气体,叶轮旋转时,气体被带动一起旋转起来,气体受离心 力作用,气体的静压能提高,同时具有动能,这时气体从叶轮的中心被甩向叶轮边缘,于是叶 轮中心就形成了真空,外界气体在大气压的作用下从中心流入叶轮内,从叶轮中得到能量,在 蜗壳(扩压管)或出口导叶内将一部分动能转变为压力能,然后沿着压力管道排出。 锅炉的引风机多数采用双吸离心式风机和进口导叶控制方式,也有用进口调节挡板调节 方式。考虑到低负荷时风机的效率,选用了双速电机。引风机考虑到烟气中飞灰磨损因素而 选用较低的转速，并使用耐磨合金材料。 191 三、一次风机系统 1．一次风机结构特点 1-联轴套筒；2-弹性联轴器；3-轴承箱部；4-机壳；5-进风口；6-调节门；7-传动部；8-进风箱； 9-电动执行器 图3-1-2 一次风机 叶轮形式为单吸入式，叶片为平板型叶片，共12片，具有效率高、性能曲线平坦的特点。 叶片与轮盖及轮盘的连接采用焊接方式，材料为14MnMoBRe和15MnV。叶轮与主轴的连接采用 法兰结构，从而较大的减轻了叶轮的重量。叶轮与主轴用高强度螺栓（35CrMoA）紧固，所 有螺栓均采用止动垫圈锁紧，同时主轴法兰肩部又能阻止螺栓本身的转动，故这种连接方式 是非常安全可靠的，同时承受较大的扭矩。叶轮与主轴装配后做静、动平衡试验，以保证转 子的平稳运转。轴承为滚动轴承，采用润滑油N#46透平油，轴承箱装有油位指示器，轴承箱 体材料为铸铁分上、下两部分，以便于安装和检修。 2．电动执行机构驱动调节原理 电动执行器调节范围在0—90度。通过导叶调节门叶片的开启度，可以改变风机的运行 工况点，以满足不同负荷下的运行要求。调节门的叶片为扇形，通过电动执行机构实现叶片 的调节。该调节方式能使气流正预旋进入叶轮，从而改善了叶轮的内部流动情况，因此较大 的提高了风机的整机效率。 第三节 送风机 一、送风机的结构 超临界锅炉的送风机采用动叶可调轴流式风机。风机由进气室、扩压器叶轮、主轴、动 叶调节机构、传动组、自动控制等部分组成，如下图所示。 包括进气室和导流板，进气室入口端与系统连接，中间筒体内是主轴承箱座，出口端呈圆锥状管段收集器，目的使气流进入进气箱及收集器内加速通过导流板并使气流转向。导流 板是焊接在管段与中间筒体之间，使气体通过导流板能均匀地进入叶轮，减小旋涡区与阻力， 使气流流动平顺的设备。 192 整个进气室由两个支座与基础连接，承受风机重量。Kaiyun 开云网站送风机因就地进风，为降低噪声， 在进风口加装了消音器。 一扩压器支座／滚轮；3一动叶调节机构；4 一传动臂；5 一支承罩； 一叶片；8一叶轮外壳；9 一进风箱支管；10 一进风箱；11 一主轴承箱；12 一联轴器；13 冷却风机；14一联轴器保护罩；15 一电机 图3-1-3 送风机示意图 送风机扩压器结构相同，由外锥筒，圆柱形内筒及撑板后置导叶组成，全部为焊接结构。扩压器前部是后置导叶，用钢板弯制焊接在内筒和外壳上，后置导叶有十多片。轴流风机在 扩压器前设置导叶是为了提高风机的流动效率及适应锅炉的需要将气流动能部分转换成压 力能。 整个扩压器下部由4 个滚轮放置在导轨上，扩压器的高低、法兰平面和叶轮外壳法兰平 面的平行度，可通过调整滚轮的垫片来找正。 检修时，扩压器可推入后部烟风道，为便于叶轮拆装，扩压器后部有一个流线形的检查 孔和内筒体相通。扩压器中心水平位置有一根带法兰无缝钢管从外壳通向内筒，动叶调节机 构传动轴装在管内。 进气室入口和扩压器出口端与风烟道的连接，均采用软连接。这样能清除金属连接的缺 点，使风机与风烟道之间的强制力降低到最小程度，避免因风机振动而影响系统，软性连接 也起到了吸收膨胀作用，也便于检修时拆装。 3．叶轮 叶轮是风机主要部件之一，气体通过叶轮的旋转，才能获得能量，然后离开叶轮作螺旋 线的轴向运动。 叶轮由动叶片、轮毂、叶柄、推力轴承、调节盘、调节臂、滑块、导环、导销、支承轴

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