CN106065872B - 一种电厂用风机防反转装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种电厂用风机防反转装置及其方法，该装置包括风机、棘轮、棘爪、弹簧和卡槽，所述棘轮套接在风机轴上；所述棘爪的一端固定在棘轮上，所述棘爪可绕固定点旋转，并且棘爪的头部可伸出和缩回；所述弹簧的一端与棘爪的头部连接，弹簧的另一端与棘轮连接；所述卡槽与棘轮共轴连接，卡槽的外圆周上间隔设置多个槽口。本发明还包括一种电厂用风机的防反转方法。本发明能够有效保证风机停止后不会在工作风机的压力风驱动下产生反转，从而进一步保证风机下次能够正常启动，保证系统风压，降低安全隐患，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电厂风机，特别是一种电厂用风机防反转装置及其方法。
背景技术
现有的火力发电厂风机（如密封风机），一般并列设置两台，向密封风系统提供一定压力的空气，一台工作、一台备用。每台风机出口均设置靠风压驱动自动开关的逆止门，防止工作风机带有一定压力的空气向备用风机内泄漏。当工作风机出现故障跳闸停运时，其出口逆止门自动关闭，备用风机立即自动启动投入运行，冲开出口逆止门，向系统提供带压的空气，以保证发电机组的安全稳定运行。
由于两台风机出口的逆止门是机械结构，不可能密封严格，普遍存在少量泄漏的的问题。工作风机的压力风通过备用风机出口逆止门的少量泄漏，会驱动备用风机反转，根据压力风泄漏的大小，备用风机的转速稳定在一个稳定值。但当工作风机跳闸，需要备用风机立即投入运行时，备用风机需要克服由反转到正转的过程，也就是需要克服备用风机巨大的转动惯量，往往就是在这个过程中，出现备用风机的电机过电流保护动作使得备用风机不能正常启动，从而不能保证系统风压，造成火力发电厂发电机组停运，出现安全事故。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种安全系数高，工作效率高的电厂用风机防反转装置及其方法。
本发明的技术方案是：
本发明之一种电厂用风机防反转装置，包括风机、棘轮、棘爪、弹簧和卡槽，所述棘轮套接在风机轴上；所述棘爪的一端固定在棘轮上，所述棘爪可绕固定点旋转，并且棘爪的头部可伸出和缩回；所述弹簧的一端与棘爪的头部连接，弹簧的另一端与棘轮连接；所述卡槽与棘轮共轴连接，卡槽的外圆周上间隔设置多个槽口；
当棘爪所受离心力小于弹簧的张力时，所述棘爪的头部甩出所述棘轮的外圆周，卡入槽口内，阻止风机旋转；当棘爪所受离心力大于弹簧的张力时，所述棘爪的头部从槽口内收回，风机自由转动。
进一步，所述风机的动作转速为200~250r/min，使得当风机的转动速度高于所述动作转速时，棘爪所受的离心力大于弹簧的张力，当风机的转动速度低于所述动作转速时，棘爪所受的离心力小于弹簧的张力。
进一步，所述棘爪的重心距离固定点为18~20mm，重心位于棘爪尾部的中间位置。
进一步，所述棘爪的数量为两个，对称设置在棘轮上。
进一步，所述棘轮的对称位置分别开设有敞口，两个棘爪设于敞口内，敞口适配于棘爪的圆弧。
进一步，所述弹簧绕其在棘轮上的连接点呈45~55°的夹角。夹角的设计是为了便于考虑棘爪动作时，能够有一定的角度范围进行缓冲，防止弹簧过早的发生形变，降低使用寿命，且与整体的结构设计有关。
进一步，所述槽口的数量为6~10个。
进一步，所述弹簧的张力为12~18N。
本发明之一种根据前述电厂用风机防反转装置的防反转方法，包括以下步骤：当风机的转动速度高于动作转速时，此时棘爪所受的离心力大于弹簧的张力，棘爪的头部收缩，风机正常运行；当风机的转动速度低于动作转速时，此时棘爪所受的离心力小于弹簧的张力，棘爪的头部在弹簧张力作用下伸出，卡入槽口内，待风机的转速为零时防止反转。
进一步，所述风机的动作转速为200~250r/min。之所以将动作转速设置在200~250r/min这一数值范围来实现棘爪的伸缩，是因为该转速是风机从正常运行转速2900r/min降下来后，在惰转的末期，约2分钟接近停止，若选择高于250r/min动作，则会使得棘爪磨损时间长，大大降低棘爪的寿命；若低于200 r/min时，弹簧的弹力不够，动作不准确。
本发明的有益效果：能够避免风机反转不能正常启动，造成发电机组停运，进而防止发电机组非计划停运，使得每次停机造成的经济损失在100万元以上，本发明大大节约了运行成本，提高了安全系数。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例棘爪的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1～2所示：一种电厂用风机防反转装置，包括风机、棘轮1、棘爪2、弹簧3和卡槽4，棘轮1套接在风机轴5上；棘爪2的一端固定在棘轮1上，棘爪2可绕固定点11旋转，并且棘爪2的头部21可伸出和缩回；弹簧3的一端与棘爪2的头部21连接，弹簧3的另一端与棘轮1连接；卡槽4与棘轮1共轴连接，卡槽4的外圆周上间隔设置多个槽口41；
当棘爪2所受离心力小于弹簧3的张力时，棘爪2的头部21甩出棘轮1的外圆周，卡入槽口41内，阻止风机旋转；当棘爪2所受离心力大于弹簧3的张力时，棘爪2的头部从槽口41内收回，风机自由转动。
本实施例中，通过将弹簧3的一端与棘爪2的头部连接，弹簧3偏离棘爪2的重心，使得弹簧3的张力与离心力达到平衡。当棘爪2所受离心力大于弹簧3的张力时，弹簧3会被压缩，当棘爪2所受离心力小于弹簧3的张力时，弹簧3会自动伸展，这样，不会使得弹簧3产生较大的形变量，从而提高弹簧3的使用寿命。
由于现有的火力发电厂风机一般并列设置两台，一台工作风机、一台备用风机，本实施例的风机为备用风机。为了防止工作风机的压力风驱动备用风机反转，发明人的设计理念为：当备用风机正常启动时，即从转速为零开始到逐渐加速的过程中，由于风机是正转，棘爪2的伸出和缩回不会妨碍风机的正转，风机正常运行不受影响；当备用风机降速时，即从最高转速逐渐降为零的过程中，先是风机轴5转动时棘爪2所受的离心力大于弹簧3的张力，弹簧3处于压缩状态，此时棘爪2收回，风机正常运行；当降速过程中，棘爪2所受的离心力小于弹簧3的张力，弹簧3处于伸展状态，从而带动棘爪2自由伸出卡入槽口41内，待风机的转速为零时，风机不会产生反转，从而保证备用风机下次能够正常启动，保证系统风压，降低安全隐患，提高工作效率。
本实施例中，通过在卡槽4的外圆周上间隔设置多个槽口41，使得风机在正转降速过程中，当棘爪2伸出时会与槽口41碰触，产生一个阻力，从而加快风机降速，缩短降速时间，提高效率。本实施例槽口41的数量优选为8个，且均布设置于卡槽4的外圆周上。
由于电厂所采用的风机通常为大型风机，一个棘爪2的防反转控制效力可能较差，因此本实施例优选棘爪2的数量为两个，对称设置在棘轮1上。当然，本实施例对棘爪2的数量不作限定，也可以是三个、四个、五个、六个、八个等。
本实施例中，棘轮1的外圆周上对称开设有敞口12，两个棘爪2设于敞口12内，敞口12与棘爪2的外周圆弧相适配，使得棘爪2收回时，刚好收回到槽口41内，不会对外部产生阻碍。棘爪2与棘轮1的连接处设有加强板，用于提高棘爪2的安装的稳固性。
本实施例的固定点11为铰接连接。
本实施例的风机通过联轴器连接电机。
由于电厂所采用的风机通常为大型风机，为了提高棘爪2的防反转效力，保证风机停止后不会在工作风机的压力风驱动下产生反转，发明人认为需主要考虑弹簧3的张力、弹簧3与棘爪2重心的位置、风机的转速与离心力。因此，本实施例将动作转速优选为250r/min来实现棘爪2的伸缩，若高于250r/min动作，则会使得棘爪磨损时间长，大大降低棘爪2的寿命；若低于250 r/min时，弹簧3的弹力效力差，容易造成动作不准确。本实施例中，棘爪2的重心距离固定点11为19.78mm，该重心位于棘爪尾部22的中间位置，且每个弹簧的张力为15N。弹簧绕其在棘轮上的连接点呈50°的夹角。
本实施例能够避免风机反转不能正常启动，造成发电机组停运，进而防止发电机组非计划停运，使得每次停机造成的经济损失在100万元以上，本发明大大节约了运行成本，提高了安全系数。
本实施例风机的防反转方法为：
（1）当风机的转动速度高于250r/min时，棘爪2所受的离心力大于弹簧3的张力，棘爪2的头部21收缩，风机正常运行；
（2）当风机的转动速度低于250r/min时，棘爪2所受的离心力小于弹簧3的张力，棘爪2的头部21在弹簧3张力作用下伸出，卡入槽口41内，待风机的转速为零时，即使受到工作风机的压力风驱动，也不会产生反转。
本实施例能够有效保证风机停止后不会在工作风机的压力风驱动下产生反转，从而进一步保证风机下次能够正常启动，保证系统风压，降低安全隐患，提高工作效率。
Claims (10)
1.一种电厂用风机防反转装置，其特征在于，包括风机、棘轮、棘爪、弹簧和卡槽，所述棘轮套接在风机轴上；所述棘爪的一端固定在棘轮上，所述棘爪可绕固定点旋转，并且棘爪的头部可伸出和缩回；所述弹簧的一端与棘爪的头部连接，弹簧的另一端与棘轮连接；所述卡槽与棘轮共轴连接，卡槽的外圆周上间隔设置多个槽口；
当棘爪所受离心力小于弹簧的张力时，所述棘爪的头部甩出所述棘轮的外圆周，卡入槽口内，阻止风机旋转；当棘爪所受离心力大于弹簧的张力时，所述棘爪的头部从槽口内收回，风机自由转动。
2.根据权利要求1所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述风机的动作转速为200~250r/min，使得当风机的转动速度高于所述动作转速时，棘爪所受的离心力大于弹簧的张力，当风机的转动速度低于所述动作转速时，棘爪所受的离心力小于弹簧的张力。
3.根据权利要求1或2所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述棘爪的重心距离固定点为18~20mm，重心位于棘爪尾部的中间位置。
4.根据权利要求1或2所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述棘爪的数量为两个，对称设置在棘轮上。
5.根据权利要求4所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述棘轮的对称位置分别开设有敞口，两个棘爪设于敞口内，敞口适配于棘爪的圆弧。
6.根据权利要求1或2所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述弹簧绕其在棘轮上的连接点呈45~55°的夹角。
7.根据权利要求1或2所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述槽口的数量为6~10个。
8.根据权利要求1或2所述的电厂用风机防反转装置，其特征在于，所述弹簧的张力为12~18N。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述电厂用风机防反转装置的防反转方法，其特征在于，包括以下步骤：当风机的转动速度高于动作转速时，此时棘爪所受的离心力大于弹簧的张力，棘爪的头部收缩，风机正常运行；当风机的转动速度低于动作转速时，此时棘爪所受的离心力小于弹簧的张力，棘爪的头部在弹簧张力作用下伸出，卡入槽口内，待风机的转速为零时防止反转。
10.根据权利要求9所述的防反转方法，其特征在于，所述风机的动作转速为200~250r/min。
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