CN113669294A - 一种引风机失速预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种引风机失速预警方法,包括以下步骤:采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数;通过换算公式计算风机流量和比压能;通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图;实时采集引风机烟气流量系数,通过流量系数法对烟气流量进行实时监测。本发明,通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图,可以直观地观察运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值,并通过将风机的实际运行工况点和理论失速曲线的对比实现风机失速报警,相比于传统预警方式,更加直观体现了运行工况,测得的数据更加精确,而且稳定性高,不仅极大提高了工作效率,也提升了整个系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域,尤其涉及一种引风机失速预警方法。
背景技术
引风机是通过叶轮转动产生负压,进而从系统(设备)抽取空气的一种设备,一般安装在锅炉尾端,用于抽取炉膛内的热烟气,运行中采用静叶手动控制,引风机小机转速调节炉膛负压的方式;由于引风机性能特性决定风机存在失速区,针对静调风机其失速曲线为前缓后陡,即在低风量情况下静调风机稳定工作区域小,高风量情况下静调风机稳定工作区域大,大部分电厂引风机在实际运行过程中存在低负荷低风量情况下引风机失速的问题。
目前常用的风机失速报警方式为差压报警,采用两个探针和一个差压开关,探针沿叶片旋转方向靠背布置在叶片入口前端,一个探针正对叶轮旋转方向,测得的压力高,接至差压开关的高压端,另一个探针背对叶轮旋转方向,测得的压力低,接至差压开关的低压端;正常运行时,气流沿轴向流动,两个探针测得的压差很小,接近失速区后,由于失速区沿叶轮旋转方向的推进,使得气流沿旋转方向存在速度分量,正对叶轮旋转方向的探针测得的压力急剧上升,背对叶轮旋转方向的探针测得的压力减小,两个探针的压差急剧增大,超过差压开关的设定值后,即可输出信号从而实现报警,达到监测的目的,这种预警方式存在设备本身故障率高,误报率高的问题,无法起到失速预警的效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种引风机失速预警方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种引风机失速预警方法,包括预警机构和以下步骤:
S1:采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数;
S2:通过换算公式计算风机流量和比压能;
S3:通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图;
S4:实时采集引风机烟气流量系数,通过流量系数法对烟气流量进行实时监测;
S5:改造现有的引风机,并通过运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值进行失速预警。
优选地,所述步骤S1包括以下步骤:
对每台引风机设置四个采样点,压力信号三点,温度一点;同时对采样管路实施定期吹扫除尘;
具体的,每台引风机有四个采样点,当四个采样测点当中任一点出现坏点即采样值不在正常范围内,保护系统立即将故障前的信号替代当前值,同时将保护系统闭锁,并向DCS系统发出采样测点故障的报警信号;同时由于引风机长期运行在多灰尘的环境下,采样管路极易积灰堵塞而使系统失灵,自动定期吹扫采样管路可以除去采样管路中大部分的杂志和灰尘,可以提升采样的精准度。
优选地,所述步骤S2详细计算过程如下:
X1=1.34×(P2+P0)÷P0÷(T+T0)×T0
X2=1.34×(P1+P0)÷P0÷(T-(P2-P1)÷1000+T0)×T0
X3=(V÷3.6÷X2÷28.09)2
X4=(V÷3.6÷X1÷19.6)2
X5=0.5×X2×X3
X6=(0.5×X1×X4+V-X5-P1)
风机体积流量X=X6×3.5×((1+X6÷(P0+P1))0.2857-1)×((P0+P1) ÷X6)÷0.906
比压能Y=V÷3.6÷X2;
其中P1=风机进口压力,P2=风机出口压力,T=风机出口温度, V=风机质量流量,P0=1013.25,T0=273.15。
优选地,所述S4的计算方法如下:
式中:Q=引风机运行工况点的烟气流量;
A1=引风机进口截面积;
α=流量系数;
P4=引风机动叶前静压;
ρ1=引风机进口烟气密度;
引风机进口烟气密度ρ1计算方法如下:
式中:ρ0=标准状态下烟气密度;
t1=引风机进口烟气温度;
Pa=当地大气压力。
优选地,所述步骤S5具体操作包括如下:
将所述步骤S2计算出的比压能和风机体积流量分别以Y和X轴的坐标点的形式展示在引风机失速曲线图中;
经过计算和展示,在引风机失速曲线图中标绘出两台引风机的失速点,分别为S1和S2,在S1和S2的距离大于ΔS3,或者S1于失速曲线的距离小于ΔS4,或者S2于失速曲线的距离小于ΔS4,触发装置报警;
具体的,相比于传统预警方式,通过测量计算准确得出风机流量和比压能,通过这两个参数可以在引风机失速图中确定其相对应的运行工况点,解决了汽动引风机出力无法表征的问题,实现了引风机运行工况的实时监视和失速报警,相比于传统监测预警方式,不仅提高了引风机失速报警的准确性,也提高了发电机组引风机运行的安全性。
优选地,根据引风机的实际运行情况确定所述ΔS3和ΔS4。
优选地,所述预警机构包括引风机通道、扩压器出口法兰、出口膨胀节、仪表箱、执行器基础、进气箱入孔门、风机半联轴、风机半联轴器法兰和空气冷风机,且所述扩压器出口法兰位于所述引风机通道的内侧,所述出口膨胀节位于所述扩压器出口法兰的侧面,所述仪表箱位于所述引风机通道的侧面,所述执行器基础位于所述引风机通道的侧面,所述进气箱入孔门开设于所述引风机通道的侧面,所述风机半联轴的一端位于所述引风机通道的内侧,且所述风机半联轴的另一端延伸至所述引风机通道的外侧,所述风机半联轴器法兰位于所述风机半联轴的顶端,所述空气冷风机位于所述引风机通道的侧面。
优选地,所述风机半联轴器法兰与所述引风机通道内部的减速机输出轴的法兰盘相联接,所述仪表箱采用220V电源,且所需功率小于220W,所述空气冷风机数量为2台且安装位置相对应,所述空气冷风机的入口与所述引风机通道的管道连接处装有变径管,且所述空气冷风机的外侧设置有隔声绝热层。
相比现有技术,本发明的有益效果为:
1、通过采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数可以准确计算出风机流量和比压能,同时对烟气流量进行实时监测,实现对运行工况点的实时展示,可以更准确直观地观察两台风机的出力情况,方便工作人员进行实时监督和操作,相比于传统繁琐的检查和计算节约了大量时间,提升了工作效率和精确度。
2、通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图,可以直观地观察运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值,可以直接通过电子显示系统进行实时观察,并通过将风机的实际运行工况点和理论失速曲线的对比实现风机失速报警,相比于传统预警方式,更加直观体现了运行工况,而且相比于传统方法测得的数据更加精确,而且稳定性高,不仅极大提高了工作效率,也提升了整个系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的一种引风机失速预警方法的结构示意图;
图2为本发明提出的一种引风机失速预警方法的改造后引风机通道的结构示意图;
图3为本发明提出的一种引风机失速预警方法空气冷风机的结构示意图。
图中:1、引风机通道;2、扩压器出口法兰;3、出口膨胀节;4、仪表箱;5、执行器基础;6、进气箱入孔门;7、风机半联轴;8、风机半联轴器法兰;9、空气冷风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1-3,一种引风机失速预警方法,包括预警机构和以下步骤:
S1:采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数;
S2:通过换算公式计算风机流量和比压能;
S3:通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图;
S4:实时采集引风机烟气流量系数,通过流量系数法对烟气流量进行实时监测;
S5:改造现有的引风机,并通过运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值进行失速预警。
步骤S1包括以下步骤:
对每台引风机设置四个采样点,压力信号三点,温度一点;同时对采样管路实施定期吹扫除尘;
具体的,每台引风机有四个采样点,当四个采样测点当中任一点出现坏点(采样值不在正常范围内),保护系统立即将故障前的信号替代当前值,同时将保护系统闭锁,并向DCS系统发出采样测点故障的报警信号;同时由于引风机长期运行在多灰尘的环境下,采样管路极易积灰堵塞而使系统失灵,自动定期吹扫采样管路可以除去采样管路中大部分的杂志和灰尘,可以提升采样的精准度。
步骤S2详细计算过程如下:
X1=1.34×(P2+P0)÷P0÷(T+T0)×T0
X2=1.34×(P1+P0)÷P0÷(T-(P2-P1)÷1000+T0)×T0
X3=(V÷3.6÷X2÷28.09)2
X4=(V÷3.6÷X1÷19.6)2
X5=0.5×X2×X3
X6=(0.5×X1×X4+V-X5-P1)
风机体积流量X=X6×3.5×((1+X6÷(P0+P1))0.2857-1)×((P0+P1) ÷X6)÷0.906
比压能Y=V÷3.6÷X2;
其中P1=风机进口压力,P2=风机出口压力,T=风机出口温度, V=风机质量流量,P0=1013.25,T0=273.15。
S4的计算方法如下:
式中:Q=引风机运行工况点的烟气流量;
A1=引风机进口截面积;
α=流量系数;
P4=引风机动叶前静压;
ρ1=引风机进口烟气密度;
引风机进口烟气密度ρ1计算方法如下:
式中:ρ0=标准状态下烟气密度;
t1=引风机进口烟气温度;
Pa=当地大气压力。
步骤S5具体操作包括如下:
将步骤S2计算出的比压能和风机体积流量分别以Y和X轴的坐标点的形式展示在引风机失速曲线图中;
经过计算和展示,在引风机失速曲线图中标绘出两台引风机的失速点,分别为S1和S2,在S1和S2的距离大于ΔS3,或者S1于失速曲线的距离小于ΔS4,或者S2于失速曲线的距离小于ΔS4,触发装置报警;
具体的,相比于传统预警方式,通过测量计算准确得出风机流量和比压能,通过这两个参数可以在引风机失速图中确定其相对应的运行工况点,解决了汽动引风机出力无法表征的问题,实现了引风机运行工况的实时监视和失速报警,相比于传统监测预警方式,不仅提高了引风机失速报警的准确性,也提高了发电机组引风机运行的安全性。
根据引风机的实际运行情况确定ΔS3和ΔS4。
预警机构包括引风机通道1、扩压器出口法兰2、出口膨胀节3、仪表箱4、执行器基础5、进气箱入孔门6、风机半联轴7、风机半联轴器法兰8和空气冷风机9,且扩压器出口法兰2位于引风机通道1 的内侧,出口膨胀节3位于扩压器出口法兰2的侧面,仪表箱4位于引风机通道1的侧面,执行器基础5位于引风机通道1的侧面,进气箱入孔门6开设于引风机通道1的侧面,风机半联轴7的一端位于引风机通道1的内侧,且风机半联轴7的另一端延伸至引风机通道1的外侧,风机半联轴器法兰8位于风机半联轴7的顶端,空气冷风机9 位于引风机通道1的侧面。
风机半联轴器法兰8与引风机通道1内部的减速机输出轴的法兰盘相联接,仪表箱4采用220V电源,且所需功率小于220W,空气冷风机9数量为2台且安装位置相对应,空气冷风机9的入口与引风机通道1的管道连接处装有变径管,且空气冷风机9的外侧设置有隔声绝热层。
本发明中,通过采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数可以准确计算出风机流量和比压能,同时对烟气流量进行实时监测,实现对运行工况点的实时展示,可以更准确直观地观察两台风机的出力情况,方便工作人员进行实时监督和操作,相比于传统繁琐的检查和计算节约了大量时间,提升了工作效率和精确度,而且通过采集的参数和计算出的数据进一步可以绘出引风机失速曲线图,可以直观地观察运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值,可以直接通过电子显示系统进行实时观察,并通过将风机的实际运行工况点和理论失速曲线的对比实现风机失速报警,相比于传统预警方式,更加直观体现了运行工况,而且相比于传统方法测得的数据更加精确,而且稳定性高,不仅极大提高了工作效率,也提升了整个系统的稳定性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种引风机失速预警方法,其特征在于,包括预警机构和以下步骤:
S1:采集引风机进出口压力、引风机出口温度和引风机流量参数;
S2:通过换算公式计算风机流量和比压能;
S3:通过采集的参数和计算出的数据绘出引风机失速曲线图;
S4:实时采集引风机烟气流量系数,通过流量系数法对烟气流量进行实时监测;
S5:改造现有的引风机,并通过运行工况点和失速点的差值,以及引风机运行工况点的差值进行失速预警。
2.根据权利要求1所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下步骤:
对每台引风机设置四个采样点,压力信号三点,温度一点;同时对采样管路实施定期吹扫除尘。
3.根据权利要求1所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,所述步骤S2详细计算过程如下:
X1=1.34×(P2+P0)÷P0÷(T+T0)×T0
X2=1.34×(P1+P0)÷P0÷(T-(P2-P1)÷1000+T0)×T0
X3=(V÷3.6÷X2÷28.09)2
X4=(V÷3.6÷X1÷19.6)2
X5=0.5×X2×X3
X6=(0.5×X1×X4+V-X5-P1)
风机体积流量X=X6×3.5×((1+X6÷(P0+P1))0.2857-1)×((P0+P1)÷X6)÷0.906
比压能Y=V÷3.6÷X2;
其中P1=风机进口压力,P2=风机出口压力,T=风机出口温度,V=风机质量流量,P0=1013.25,T0=273.15。
5.根据权利要求1所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,所述步骤S5具体操作包括如下:
将所述步骤S2计算出的比压能和风机体积流量分别以Y和X轴的坐标点的形式展示在引风机失速曲线图中;
经过计算和展示,在引风机失速曲线图中标绘出两台引风机的失速点,分别为S1和S2,在S1和S2的距离大于ΔS3,或者S1于失速曲线的距离小于ΔS4,或者S2于失速曲线的距离小于ΔS4,触发装置报警。
6.根据权利要求4所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,根据引风机的实际运行情况确定所述ΔS3和ΔS4。
7.根据权利要求1所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,所述预警机构包括引风机通道(1)、扩压器出口法兰(2)、出口膨胀节(3)、仪表箱(4)、执行器基础(5)、进气箱入孔门(6)、风机半联轴(7)、风机半联轴器法兰(8)和空气冷风机(9),且所述扩压器出口法兰(2)位于所述引风机通道(1)的内侧,所述出口膨胀节(3)位于所述扩压器出口法兰(2)的侧面,所述仪表箱(4)位于所述引风机通道(1)的侧面,所述执行器基础(5)位于所述引风机通道(1)的侧面,所述进气箱入孔门(6)开设于所述引风机通道(1)的侧面,所述风机半联轴(7)的一端位于所述引风机通道(1)的内侧,且所述风机半联轴(7)的另一端延伸至所述引风机通道(1)的外侧,所述风机半联轴器法兰(8)位于所述风机半联轴(7)的顶端,所述空气冷风机(9)位于所述引风机通道(1)的侧面。
8.根据权利要求6所述的一种引风机失速预警方法,其特征在于,所述风机半联轴器法兰(8)与所述引风机通道(1)内部的减速机输出轴的法兰盘相联接,所述仪表箱(4)采用220V电源,且所需功率小于220W,所述空气冷风机(9)数量为2台且安装位置相对应,所述空气冷风机(9)的入口与所述引风机通道(1)的管道连接处装有变径管,且所述空气冷风机(9)的外侧设置有隔声绝热层。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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