风电厂风机运行及维护开题报告

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学历

课题名称

风电厂风机运行及维护

毕业设计（论文）类型（划√）

工程设计

应用研究

开发研究

基础研究

其他

一、 本课题的研究目的和意义：

    风机广泛应用于国民经济各个部门。在火力发电、钢铁、化工、炼油、轻纺、水泥、污水处理、矿山、隧道施工、实验研究等各领域以及各类厂房、大厦中，风机都起着重要的作用。本论文主要研究应用于电厂中的送风机，讲述电厂中送风机的运行及维护。

二、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：

　　　我国能源发展的战略方针是开发与节能并重。这就要求发电厂在生产二次能源的过程中，要积极采取有效的措施，以降低自身的电力消耗。风机室是电厂运行的主要辅助设备，其耗电量约占电厂用电量的30%。随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视。因此，世界各国都在研究降低风机电耗的方法。[1]

　　　降低风机电耗，主要是研究设计高效率的风机和采用最佳的流量调节方式。根据我国风机产品的实际情况和电厂风机的运行特点，风机节能应重点放在采用最佳的流量调节方式上。

　　　目前我国电厂所使用的风机，特别是近年来新投产的大机组的风机，大多数采用了高效离心通风机，其最高效率均在80%以上，但实际运行效率并不高，原因有二：首先，我国现行活力设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉送、引风机的风量富裕度分别为5%和5-10%，风压富裕度10%和10-15%。由于在设计过程中很难准确的计算出管网阻力，并考虑到长期运行过程中可能发生的各种问题，通常把系统的最大风量和风压附加一部分作为风机选型的设计值。但可供选择的风机型号和系列是有限的，如果选不到合适的风机，也只好往大机号上靠。实际上，电厂锅炉送、引风机风量的富裕度达20-30%是比较常见的，甚至更大。例如，闵行电厂8号炉，其送、引风机的风量富裕度风别为31%和7.3%，风压富裕度分别为67.8%和48.4%；华东电网10家电厂12.5万kW以上机组公用离心通风机76台其中进行了叶轮切割和改型的有36台，设计点的效率都在81-85%之间，效率大于70%的只有15台，低于70%的有26台，占被测风机的60%以上。这些风机的导向挡板开度大都在35-60%；其次，随着电网容量的不断增大，大机组面临参加调峰的问题，对于参加调峰的机组来说，与锅炉配套的送、引风机还需周期性地在较长时间内处于更低的负荷下运行，造成大量节流损失。例如，北京石景山发电厂京西电厂20万kW机组有近1/3的时间带10万kW的负荷。[2]

　　　电厂锅炉用风机风量与风压的富裕度以及机组调峰运行导致风机的运行工况点与设计工况点相偏离，致使电厂锅炉用风机的使用效率低于其最高效率。即使采用了高效风机，运行状况调查表明，风机运行效率低于70%的占50%，即高效风机低效运行。通常情况下，风机采用自带调节门调节，但采用调节门调节时，风机的效率会下降。为了降低电厂风机的电耗，主要应提高风机在低负荷时的运行效率，采用最佳的风机调节方式，以达到节能的目的。[3]

　　　鉴于我国电厂风机的应用现状，研究设计高效率的风机，再大幅度地提高风机本身的效率已不大可能。目前，研究和应用最佳的风机调节方式才是降低风机电耗的最有效途径。风机的电耗量与转速的立方成正比，一旦风机的转速降低，其电耗量将以其立方的比例降低。例如：根据工艺要求，风机的风量下降到80%，则风机的转速也下降到80%，其风机轴功率则下降到额定功率的51%；若风机的风量下降到50%，则风机的转速也下降到50%，其风机轴功率则下降到额定功率的13%，节电87%；从节能角度看，以风机调速最为有利，调节范围最大，其经济性能也最佳。同时，采用变速调节后，可以降低风机的噪声，减轻引风机叶轮的磨损，延长叶轮的使用寿命。所以，电厂风机的节能重点应放在风机的变速调节上。风机变转速调节，需要通过变速装置来实现。[4]

　　　在火电厂的实际运行中，引风机由于运行条件较恶劣，故障率较高，据有关统计资料，引风机平均每年发生故障为2次，送风机平均每年发生故障为0．4次，从而导致机组非计划停运或减负荷运行。因此，迅速判断风机运行中故障产生的原因，采取得力措施解决是发电厂连续安全运行的保障。[5]火电厂锅炉不管采用何种燃料及燃烧方式，都必须采用风机，这些风机有的磨制煤粉及将煤粉炉膛提供空气，有的向炉膛提供二次和三次风以使燃料达到完全燃烧，有的则将燃烧产物从炉膛中拔出，并使烟气通过热交换设备。

　　　风机工作时，在锅炉风烟系统中产生的风量必定等于管网中通过的风量，所产生的压力必须与风、烟系统的阻力损失相等，这样才能达到压力平衡，保证其稳定工作。[6]风机工作状态不稳定时，容易出现一会儿由风机向管网输出的风量、一会儿风量由管网向风机倒流的现象，叫做“喘振”。喘振现象发生后，风机运行的声音发生突变，风量和风压急剧地波动。如风机用电动机驱动，则时机的电流也将大幅度波动，风机机壳和管网强烈振动，需立即采取措施消除或立即停机。轴流风机在运转时产生全压升高到其特性曲线的顶点后，如管网阻力再增大，则风机产生的全压会突然下降，这种现象称之为风机的失速。

两台风机并列运行时，有一台风机失速的故障称之为“抢风”。出现“抢风”现象时，虽然两台风机在并列运行，但由于一台风机处于失速状态运行，而使两台风机的总出力达不到需要的数值，影响其带负荷的能力，甚至造成叶片断裂事故。除了喘振和枪风，火电厂风机的主要故障还有以下一些：转子故障、转子振动、轴承故障、离心和静调轴流风机调节机构故障、电动机故障，风机机壳和进、出口烟、风道振动，使机壳或烟、风道产生裂纹，噪声高等。[7]由调查统计分析，引起大型火电厂风机故障的主要原因有磨损、积灰和振动等。[8]

　　　随着电厂风机的效率和可靠性也在不断提升，但风机在实际运用中故障的情况仍较多，完善系统设计、做好定期维护工作是提高风机可靠性的关键，总结经验，针对不同的故障采用针对性的方法进行处理，对减少风机非计划停运也非常重要。

参考文献

[1] 杨诗成，王喜魁. 泵与风机. 北京：中国电力出版社，2004.

[2] 张磊，李广华. 锅炉设备与运行. 北京：中国电力出版社，2007

[3] 蔡增基，龙天渝. 流体力学泵与风机. 北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4] 赵坚行. 热动力装置的排气污染与噪声. 北京：科学出版社，1995.

[5] 续魁昌. 风机手册. 北京：机械工业出版社，1995.

[6] 樊鹏. 工业噪声与振动的防治. 沈阳：辽宁出版社，1997.

[7] 文锋 史月涛 李长云 李艳红. 现代发电厂概论. 中国电力出版社，2008.

[8] 中国机械工程学会设备与维修工程分会. 风机及系统运行与维修问答. 机械工业出版社，2004.

三、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

第一章  绪论

第二章  风电厂风机的类型、重要参数

第三章  风机在风电厂中的应用及作用

第四章  风电厂风机的设计

第五章  风电厂风机的运行

第六章  风电厂风机的维护守则和周期

三、 拟解决的关键问题：

　　风机是锅炉机组中的重要组成设备。广泛应用于国民经济生产的各工业部门，在化学工业中，主要用于排气、冷却、输送、鼓气等操作单元中，送风机用于输送煤粉; 引风机用来抽吸烟气， 使其经烟囱排烟相对于其他化工机器来说风机的结构等比较简单，维修和检修也比较容易。

    根据近年化工工艺流程的改进，大都开发了节能型设计，抽送、加压空气、烟气、蒸汽的风机越来越广泛得到应用。在化工企业中，使用较多的是离心式鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机、罗茨式鼓风机和透平式压缩机。

四、 研究思路、方法和步骤：

1、本课题要研究思路：

　（1）电厂中风机的应用现状及发电厂的发电原理。

 （2）风机的性能、结构和工作原理。

 （3）风机的故障分析及排除。

2、本课题的研究方法： 

（1）图书馆、书店查阅资料

（2）利用网络资源

（3）询问老师

五、 本课题的进度安排：

　　1月10日 ～  3月8日 发放任务书、开题答辩

　　3月9日  ～  4月5日 完成毕业设计初稿

　　4月6日  ～  4月12日 毕业设计工作中期检查

　　4月13日 ～  5月31日 毕业设计修订完善

　　6月1日  ～  6月9日  提交毕业设计材料

　　6月10日 ～  6月16日  毕业答辩

六、 参考文献：

[1] 杨诗成，王喜魁. 泵与风机. 北京：中国电力出版社，2004.

[2] 张磊，李广华. 锅炉设备与运行. 北京：中国电力出版社，2007

[3] 蔡增基，龙天渝. 流体力学泵与风机. 北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4] 赵坚行. 热动力装置的排气污染与噪声. 北京：科学出版社，1995.

[5] 续魁昌. 风机手册. 北京：机械工业出版社，1995.

[6] 樊鹏. 工业噪声与振动的防治. 沈阳：辽宁出版社，1997.

[7] 文锋 史月涛 李长云 李艳红. 现代发电厂概论. 中国电力出版社，2008.

[8] 中国机械工程学会设备与维修工程分会. 风机及系统运行与维修问答. 机械工业出版社，2004.

七、 指导老师意见：

                                                指导老师（签名）：

年    月    日

八、 系（部）意见：

                                                系（部）主任（签名）：

年    月    日