電站鍋爐風機的調節(jié)是為了改變風機的流量,以滿足實際工作的需要,故風機的調節(jié)又稱流量調節(jié),改變風機的流量既要改變工況點,工況點是風機性能曲線與管網性能曲線的交點,那么,無論是改變風機的壓力曲線或是管網性能曲線都可以實現(xiàn)風機的調節(jié)。
1、改變管網性能曲線
在風機的進氣管或排氣管上設置節(jié)流閥或風門來控制流量的方法就是改變管網性能曲線的調節(jié)法。這時風機的壓力除了克服管網阻力以外,還要克服閥門中壓力損失,這種方法雖然結構簡單,操作容易,但是由于人為增加管網阻力,多消耗了一部分功,故不經濟,在調節(jié)范圍不大,尤其是小型風機常采用這種調節(jié)方法。
2、改變風機的性能曲線
當管網性能曲線不變時,可以改變風機的性能曲線,工況點沿著管網性能曲線移動,以達到調節(jié)流量的目的,從原理上講,有以下幾種方法可以改變風機的性能曲線。
?。?)改變風機的轉速
變轉速的方法很多,如改變原動機(直流電動機、多速交流電動機、汽輪機)的轉速,或是改變傳動機構更換皮帶輪或齒輪、液力聯(lián)軸節(jié)等以改變傳動比。但是這些方法在風機改造中很少用,如電動機直聯(lián)或聯(lián)軸器直聯(lián)的風機一般不能改變轉速;風機由于功率不大,一般也不用汽輪機驅動;小功率的風機有時用改變皮帶輪的方法改變轉速。在改變轉速時,要注意葉輪強度和電動機的負荷,都不能超過允許值,在實際運作中有很大的局限性。
?。?)入口導流器調節(jié)
在葉輪進口前設置導流器,通過改變導流器葉片安裝角,使之進入葉輪的氣流方向發(fā)生變化,從而使風機性能曲線改變的方法,叫進口導流器調節(jié)。進口導流器的結構有兩種:軸向導流器及徑向導流器,軸向導流器一般是用于風機沒有進氣箱的情況,風機進口設置進氣箱時,可用徑向導流器,此時改變進口導流器葉片安裝角時,風機性能曲線變化,風機性能的變化是由于進入葉輪氣流方向的改變。這種調節(jié)方法結構比較簡單,故在風機中被廣泛采用。應注意的是,氣流中灰塵較多,氣溫過高時,由于灰塵的附著熱膨脹容易引起事故,這時不宜采用進口導流器調節(jié),如用時得采用一定的措施避開上述情況。
(3)改變風機葉輪的長度
每臺風機在其設計工況及其附近工作時,具有較高的效率,但機組的額定出力變化或管道阻力變化時,常使風機的容量過大或過小,容量過大,將引起調節(jié)時帶來損失的問題,容量過小,不能滿足使用上的需要。為此就需要對已有的風機進行改造,而現(xiàn)場改造風機的最簡單的方法就是切割或加長葉片。例如某電站的一臺一次風機,耗電量大,經試驗發(fā)現(xiàn)是風機出力太大,則將葉輪直徑由原來的1900mm切割成1800mm,風機耗電量降低16kw,效率提高4%,全年節(jié)電110千度。
切割葉輪外徑將使風機的流量、揚程、功率降低;接長葉輪的外徑則使流量、揚程、功率增加。葉輪外徑改變后,原葉輪在幾何形狀上并不相似,但當改變量不大時,可近似的認為葉片切割前后出口角不變,流動狀態(tài)近乎相似,因而可以借用相似定律對切割前后的參數(shù)進行計算。
葉輪外徑的改變對流量、揚程、功率的影響程度對于低比轉速數(shù)和中、高比轉數(shù)的泵與風機是不同的。對低比轉數(shù)的風機來說,葉輪外徑稍有變化,其出口寬度變化不大,甚至可以認為沒有什么變化;對中、高比轉數(shù)泵與風機來說,當切割與接長葉輪外徑時,轉速不變,葉輪出口寬度變化稍大,而切出口寬度往往和直徑成反比。
在實際應用切割定律時,通常采用繪制切割拋物線的方法,切割前后的揚程和流量之間存在著函數(shù)關系是以坐標原點為頂點的拋物線,通常稱為切割拋物線。它只說明切割前的揚程和流量與切割后的揚程和流量,在同一條拋物線上互相對應。只有在切割拋物線上的對應點上才符合葉輪的切割定律。但并不表明切割前后的等效關系,即切割前后的工況并不絕對相似。利用切割拋物線就可以確定輸出量減少多少,葉輪應切割多少的問題。
切割葉片調節(jié)改造后效率有所下降但經濟性比節(jié)流法調節(jié)要好,并且改造技術比較成熟,改造花費不高,能為電站所接受。故電站多選擇切割葉輪外徑來調節(jié)減少風機容量并輔以入口導流器調節(jié)來適應機組變負荷時的不同的風量及風壓要求。
3、各種調節(jié)方法的比較
通過對以上幾種方法的比較,雖然切割法葉片切小后,外徑與殼的間隙變大,流動損失和泄露損失必將增大,使內效率降低,但從投資和經濟性考慮,切割應是比較成功的方式,在實際工作中我們也可以結合幾種方式,以求達到最佳調節(jié)效果。
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