火电机组引风机运行特性建模与优化分析文献综述

 2022-10-31 11:47:08

文献综述(或调研报告):

摘要:本文作为开题报告的文献综述,首先介绍了引风机的工作原理,分析国内外研究现状,然后总结出引风机运行过程中常见的劣化特征并有针对性地分析其原因和给出相关措施,最后介绍一种引风机的动态仿真数学模型的方法,提出动态模型建模策略与流程,为之后的引风机动态特性建模打下基础。

关键字:引风机、劣化特征、性能优化、动态建模。

正文:

1.引风机工作原理

引风机是电厂烟气系统中最为重要的辅机之一,它需要与送风机同时运作来保持炉膛的负压以此保证整个锅炉的运行安全。

引风机分为离心式风机、静叶可调轴流风机和动叶可调轴流风机。大型电站的送引风机多为轴流式风机。对于300MW以上机组的引风机普遍采用轴流式,同时,目前600MW以上超临界、超超临界参数机组的引风机一般都采用子午加速(静叶可调)轴流式风机,当然大容量机组引风机也可采用离心式风机。

其工作过程为:当原动机驱动浸在流体中的叶轮旋转时,轮内流体就相对叶片做绕流运动,根据升力定理和牛顿第三定律可知,绕流流体会对叶片作用一个升力。而叶片也会同时给流体一个与升力大小相等方向相反的反作用力,称为推力,这个叶片推力对流体做功,使流体的能量增加,并沿轴向流出叶轮,经过导叶等,进入压出管路。与此同时,叶轮进口处的流体被吸入。只要叶轮不断旋转,流体就会源源不断地被压出和吸入,这样就形成引风机的连续工作。

引风机的作用是把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出,并排入大气。由于烟气是有害气体,而且温度较高,故应在轴承箱内装有水冷却装置,使引风机的轴承得到良好的冷却。同时,引风机应还有良好的密封性,以免烟气外泄。此外,因烟气中含有一定量的飞灰,为减轻引风机的磨损,叶片和机壳的钢板均需加厚,且采用耐磨材料以延长使用寿命。

2.研究现状

我国近几年以来建设了大量的火电机组。作为电厂最为重要的辅机之一,引风机的设计、制造与优化是必不可少的。在所有的厂用电设备中,引风机属于电厂内耗电量大的一类设备。在电动机驱动的模式下,1036MW机组的单台引风机电机最大电功率达到了,占单机发电量的1.48%。且电动机驱动模式下,引风机采用静叶可调,电动机功率不变,在机组变负荷工况下,电动机造成的额外厂用电损失很大,能源浪费严重。然而,对于耗电如此严重的设备,却有它无可替代的作用。所以,如何提高引风机的效率、优化其运行特性以及降低其耗电量成为了当代设计科研人员的一项重大任务。此外,引风机在运行过程中常出现喘振、失速、振动增大、轴承温度升高、抢风以及动叶卡涩等现象。因而,如何有效地预防这些现象的发生也成为了当代科研人员的一大难题。

孙叶柱[1]等人针对百万千瓦火电机组的汽动引风机,分析了其调节性能及其在实际运行中存在的问题,以此提出了控制策略的节能优化方法。通过实践,优化了汽动引风机的控制策略,提高了引风机安全性和对炉膛负压的反应能力,逻辑修改后引风机静叶基本运行在引风机的最高效率区域,达到节能的目的。

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