由于動葉可調軸流通風機具有體積小、質量輕、低負荷區域效率較高、調節范圍寬廣、反應速度快等優點，近十年來，國內大型火力發電廠已普遍采用動葉可調軸流通風機。但由于軸流通風機具有駝峰形性能曲線的特點，理論上決定了風機存在不穩定區。當風機工作點移至不穩定區時，就有可能引發風機失速及喘振等現象的發生。國電電力大同第二發電廠三期擴建工程10號機組在試運期間進行送風機RB試驗時，由于一次風機失速導致RB試驗失敗。在軸流風機失速機理的基礎上，根據實測數據對RB過程中一次風機失速原因進行了分析，并采取一系列改善措施，不僅確保了RB試驗的順利完成，也提高了機組運行的安全性和可靠性。
1、軸流風機失速機理
    軸流風機葉片通常是機翼型的，軸流式風機葉片氣流方向如圖l所示。當空氣順著機翼葉片進口端（沖角a=0°），按圖1a所示的流向流入時，它分成上下兩股氣流貼著翼面流過，葉片背部和腹部的平滑“邊界層”處的氣流呈流線形。作用于葉片上有兩種力：一是垂直于葉面的升力；另一種平行于葉片的阻力，升力≥阻力。當空氣流入葉片的方向偏離了葉片的進口角，它與葉片形成正沖角（a>0°），如圖1b所示。在接近于某一臨界值時（臨界值隨葉型不同而異），葉背的氣流工況開始惡化。當沖角增大至臨界值時，葉背的邊界層受到破壞，在葉背的尾端出現渦流區，即所謂“失速”現象。隨著沖角a的增大，氣流的分離點向前移動，葉背的渦流區從尾端擴大到葉背部，脫離現象更為嚴重，甚至出現部分流道阻塞的情況。此時作用于葉片的升力大幅降低，阻力大幅度增加，壓頭降低。
    軸流風機的失速特性是由風機的葉型等特性決定的，同時也受到風道阻力等系統特性的影響，動葉可調軸流式一次風機的特性曲線如圖2所示，其中，鞍形曲線M為風機不同安裝角的失速點連線，工況點落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩定工況區，這條線也稱為失速線。由圖中不難看出：
    (1)在同一葉片角度下，管路阻力越大，風機出口風壓越高，風機運行越接近于不穩定工況區；

    (2)在管路阻力特性不變的情況下，風機動葉開度越大，風機運行點越接近不穩定工況區。
2、RB工況中一次風機失速原因分析
2.1失速現象分析
    國電電力大同第二發電廠三期擴建工程安裝兩臺660MW超臨界直接空冷燃煤發電機組。鍋爐為東方鍋爐廠制造，型號為DG2150/25.4-lI6。每臺鍋爐配有6臺ZGM中速磨煤機，5用l備，配備兩臺上海鼓風機廠生產的FAF26.6-14-I型動葉可調軸流一次風機。10#機組負荷在560 MW穩定運行4h后，開始做送風機RB。就地打閘B送風機，RB觸發后機組以330 MW/min的速率降負荷至330MW，機組由協調方式切換成TF方式，滑壓運行，滑壓速率為0.2 MPa/min．此過程中按順序停止上層磨D、F，保留下層3臺磨A.C、E運行，一次風母管壓力自動控制在9.5 kPa。
    RB觸發后機組在降負荷的過程中，發現B-次風機動葉開至上限(95%)，而風機電流及出口風壓均迅速下降，導致一次風母管壓力降至7.4 kPa．與此同時，A-次風機動葉開至上限位后，風機電流及出口風壓迅速增大（具體參數見表1），且風機異常發生后，風壓、風機電機電流等參數突變后未發生波動，根據現象判斷系B-次風機發生失速。將一次風機自動解除，手動調節使B-次風機脫離不穩定工作區域，但由于B一次風機失速后一次風壓的迅速降低，直接影響了爐內燃燒的穩定性，加上本次RB采用停止上層磨，導致主氣溫下降過快，鍋爐手動MFT。

2.2失速原因分析
    (1)系統阻力的影響
    由于本機組一次風機選型較小，風機調節余量不大，在機組帶大負荷期間煤質稍有變化，磨入口一次風量就無法保證。因此10#機組RB前，為了保證磨入口一次風量，采用五臺磨煤機運行，B磨沒有采用熱備用，且維持較高的一次風母管壓力（11.8 kPa左右）．RB觸發后，機組為了快速降負荷，每隔10 s停一臺磨煤機，由于磨煤機跳閘后，磨入口冷、熟風門及調整門是連鎖關閉的，這使得短時間內一次風系統阻力驟增，導致兩臺一次風機在自動控制下各參數波動．B-次風機出口風壓最高到13.8 kPa（見圖1）．根據上面對軸流風機失速原因的分析，風機出口風壓越高，風機運行越接近于不穩定工況區，因此，RB過程中一次風系統阻力的突增是引起B-次風機失速的一個原因。
    (2)動葉開度的影響
    在分析B-次風機失速原因的過程中，遇到了這樣的問題：為什么身處同一工況下，B-次風機發生了失速而A-次風機一切正常？是什么原因導致在RB工況中B-次風機首先發生失速問題．在事后數據分析時，發現在機組運行期間，在兩側風機電流相同的條件下，B一次風機的動葉開度始終要比A-次風機的動葉開度大（見圖2），通過就地對兩側一次風機葉片角度的檢查，未發現兩側風機葉片初始安裝角度有明顯差異。之所以產生偏差，主要是由于一次風機兩側系統設計有差異。本機組鍋爐密封風的風源直接取自B一次風機冷風母管上，因此B側一次風機除了向制粉系統提供一次風外，還提供制粉系統的密封風。這使得在運行過程中由于密封風系統的擴容，B-次風機運行時的系統阻力較A側小，但運行人員為了使兩側風機出力平衡，一股是參考電流來加偏置調整的，為此就出現了兩臺風機在電流相差不多的情況下，動葉開度出現較大偏差，最大相差IO%．在RB觸發停磨的過程中，一次風系統阻力突增，雖然B-次風機有密封風系統的擴容作用，但由于密封風系統容量較小，在如此劇烈的系統阻力變化下，其對B側一次風系統的作用微乎其微；相反，B-次風機動葉開度比A-次風機動葉開度大則是導致B-次風機首先進入不穩定工作區域，進而發生失速問題的關鍵因素。與之并聯運行的A-次風機雖然動葉也開大至95%，卻未發生失速，主要是因為B-次風機失速后，出力銳減，系統風壓迅速降低，并聯系統的管網阻力特性也隨之變化，阻力特性曲線下移，風機出口風壓降低，使得A-次風機運行點遠離不穩定工況區。

3、預防措施
    通過以上分析可知，系統阻力過大、動葉開度大，落入風機不穩定工況區是B-次風機發生失速的真正原因。為了保證RB功能的正常投用、確保機組在正式投用后風機遇到類似工況時不發生失速，采取以下幾點改進措施：
    (1) RB觸發后至少保證四臺磨通風，除A、C、E磨帶負荷外，試驗前將B磨熱備用，防止較短時間內一次風系統壓力升高而流量下降之間的不匹配。
    (2)在保證各磨煤機入口風量滿足、不發生堵磨的前提下，RB試驗前保持較低的熱一次風母管壓力，由之前的11.8kPa降至10.8kPa:
  (3)將非一次風機RB觸發后超馳關一次風機動葉開度的幅度由之前的5%提高到10%；
  (4)在運行過程中，將并列運行的兩臺
一次風機動葉開度偏差控制在5%以內，電流偏差小于SA。
    采取以上措施后，再次進行送風機RB試驗，在降負荷．過程中兩臺一次風機運行正常，未發生失速問題。
5、結束語
    RB試驗是火電機組調試過程中考察制造、安裝、調試綜合水平和質量的試驗項目，因此，任何一個環節出現問題都會導致RB試驗的失敗。由于軸流風機的特性，并列運行的一次風機在機組RB工況時，易引起失速現象，致使機組運行不穩甚至跳閘。通過幾臺機組的調試經驗，認為RB工況中避免一次風機發生失速、喘振的關鍵在于熟悉、掌握風機性能及其系統的布置特點，制定出合理的熟工邏輯，使運行中的一次風機在RB工況中遠離不穩定工作區域。
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