电厂风机的应用及故障分析毕业论文.doc
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1、毕业设计说明书作 者: 学 号: 系 : 机电一体化系 专 业: 机电一体化 题 目: 电厂风机的应用及故障分析 指导者: 评阅者: 2012 年 6 月 摘 要机械故障诊断是上世纪六七十年底产生并发展起来的一门综合性边缘学科。随着科学技术的不断发展,生产设备越来越复杂,自动化水平越来越高,故障诊断的难度明显增大。因此,研究和开发高效、使用的机械故障诊断技术,不仅是现代化生产及设备制造自动化的需要,也是现代机械设备运行维护和管理的一个课题。风机是一种从动的流体机械,广泛应用于隧道、地下车库、高级民用建筑、冶金、厂矿、电厂等场所的通风换气及消防高温排烟。风机的工作是以输出流量,产生全压、所需功率
2、及效率等参数来体现的,这些工作参数之间存在着相应的关系。在发电厂中,需要许多风机同时配合主机工作,才能使整个机组正常运转、生产电能,这些风机有离心式、轴流式、混流式等多种形式,风机输送的流体有凝结水、冷却水、润滑油、酸碱类等液体,空气、烟气等气体。送风机、引风机使火力发电厂中的重要辅助设备,它们对于火力发电厂的安全、经济生产起着重要的作用。风机在发电厂的热力系统中,如人体的心脏一样,不断地在循环系统中工作,同时,近年来大容量火力发电机组在我国迅速发展,大型电站风机的可靠性直接关系到发电机组的安全运行和电厂的经济效益等。 本课题在现有风机性能试验台的基础上,利用电子技术、计算机技术、数据处理技术
3、及组态软件技术向结合,研究并设计了一套计算机辅助风机性能自动测试与数据处理及管理系统。 风机刚开始工作时轴承部位的振动很小,但是随着运转时间的加长,风机内粉尘会不均匀的附着在叶轮上,逐渐破坏风机的动平衡,使轴承振动逐渐加大,一旦振动达到风机允许的最大值11mm/s时(用振幅值表示的最大允许值如下),风机必须停机修理(清除粉尘堆积,重做动平衡)。因为这时已是非常危险的,用户千万不可强行使用。在风机振动接近危险值时,有测振仪表的会报警。关键词:风机;流体机械;机械故障诊断AbstractMechanical fault diagnosis is the last century at the en
4、d of sixty or seventy the establishment and development of a comprehensive interdisciplinary. With the development of science and technology, the production equipment is more and more complex, more and more high level of automation, fault diagnosis significantly increases the difficulty. Therefore,
5、the research and development of high efficiency, the use of the mechanical fault diagnosis technology, is not only the modernization of production equipment manufacturing and automation needs, is also the modern mechanical equipment maintenance and management of a project.The fan is a follower of fl
6、uid machinery, widely used in tunnels, underground garage, senior civil construction, metallurgy, mining, power plants and other places of ventilation and fire of high temperature flue gas. The working air fan is to output flow, total pressure, the required power and efficiency of parameter to refle
7、ct, these parameters corresponding relationship exists between. In the power plant, need a lot of fans at the same time with the main work, in order to make the normal operation of the machine set, the production of electric energy, the fan is centrifugal, axial flow, mixed flow type and so on many
8、kinds of forms, fan for conveying a fluid has condensed water, cooling water, oil, acid and other liquid, air, flue gas. Fan, fan so that the thermal power plant the important auxiliary equipment of thermal power plant, the safety, economic production plays an important role in. Fan in power plant t
9、hermodynamic system, such as the human body heart, constantly in the circulation system, at the same time, in recent years, large capacity fossil power unit develops rapidly in China, large power wind turbine reliability directly related to the safe operation of generating set and electric power pla
10、nt economic benefits.The issue of the existing fan performance test bed based on, use of electronic technology, computer technology, data processing technology and configuration software technology to combine, study and design a set of computer auxiliary ventilator performance automatic testing and
11、data processing and management system.Fan at the beginning of work part of bearing vibration is small, but as the running time longer, fan dust will not even attached to the impeller, the gradual destruction of fan dynamic balance, so that the bearing vibration increase gradually, once the vibration
12、 to fan the maximum allowed11mm/s ( amplitude value representation the maximum allowable values below), the wind turbine must be shut down repair ( removal of dust accumulation, redo dynamic balance ). Because it was very dangerous, users should never be forced to use. In fan vibration approaches th
13、e dangerous value, measuring instrument with alarm.Key words: wind turbine; fluid machinery; machinery fault diagnosis目 录摘 要I引 言11热力发电厂的设备及其发电原理21.1热力发电厂主要设备21.2热电厂发电原理31.2.1汽水系统31.2.2燃烧系统31.2.3 发电系统42风机在电厂中的应用52.1风机的分类52.2离心式风机和轴流式风机62.2.1离心式风机62.2.2轴流式风机72.2.3离心式风机和轴流式风机的比较82.3送风机的作用82.4送风机的结构92.5
14、风机在电厂中的应用93风机的性能、结构及其工作原理103.1风机的性能103.1.1风机在电厂中的应用113.1.2风机的测试参数的选定113.1.3曲线拟合113.2风机的结构123.3电厂风机的工作原理134电厂风机的日常维护与保养144.1叶轮的维护与保养144.2机壳与进气室维修144.3轴承部的维护保养144.4风机的维护145电厂风机常见的故障分析165.1风机的主要故障原因165.1.1风机的主要故障165.1.2风机的故障排除205.2风机振动故障原因分析235.3电厂风机常见故障245.4电场风机喘振的条件255.5电厂风机的调试255.6风机的安装255.6.1安装前的准备
15、255.6.2注意事项266电厂风机的节能改造27结 论29致 谢31引 言风机已有悠久的历史。2000多年前,中国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。 12世纪以后,风车在欧洲迅速发展。中国在公元前就已制造出简单的木制砻谷风车,它的作用原理与现代离心风机基本相同。公元7世纪在西亚大概在叙利亚,建造了第一批风车。世界上的这个地区有强风,几乎总是朝着相同的方向吹,因此就面向盛行风而建造了这些早期风车。它们看上去不像如今所见到的风车,而是有着竖式轴,轴垂直排列着翼,与旋转木马装置上排列着木马很相似。12世纪末在西欧出现了第一批风车。有些人认为,在巴勒斯坦参加了十字军东侵的士兵们回家时带回了关于风
16、车的信息。但是,西方风车的设计与叙利亚的风车迥然不同,因而它们可能是独立发明出来的。典型的地中海风车有着圆形石塔和朝向盛行风安装的垂直翼板。它们仍用于磨碎谷物。1862年,英国的圭贝尔发明离心风机,其叶轮、机壳为同心圆型,机壳用砖制,木制叶轮采用后向直叶片,效率仅为40%左右,主要用于矿山通风。1880年,人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳,和后向弯曲叶片的离心风机,结构已比较完善了。1892年法国研制成横流风机;1898年,爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机,并为各国所广泛采用;19世纪,轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风,但其压力仅为100300帕,效率仅为1525%,直到二十
17、世纪40年代以后才得到较快的发展。1935年,德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风;1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机;旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展。 未来风机发展趋势和方向分析如下:从风机需求特点预测对于使用量大面广的中小型风机,产品结构及制造工艺比较简单,成本也较低,用户主要追求的是高效率、低噪声、长寿命,且价格便宜。另一种是 资金、技术密集型,产品结构复杂,制造周期长,成套性和系统性也强,而且在高压、高温及高速条件下运行,有的甚至在恶劣工况下运行,用户对该类风机各有不同要求。对透平鼓风机和压缩机及大型通风机,用户主要追求的是高质量、高可靠性
18、、运转平稳且周期长。从主要领域需求结构预测一般通风换气风机(一般为中小型离心和轴流通风机)使用最广泛,需求量最多,制造厂商也最多。总体讲,这类产品供大于求。特殊用途风 机(包括防腐风机、高温风机、耐磨风机、消防排烟风机等)需求量虽然不很大,但因作业环境特殊,需要区别对待,因为主要材质要求较特殊。罗茨鼓风机的最大 特点是当压力在允许范围内调节时,流量变化甚微,压力选择范围宽,具有强制输气特征,主要缺点是噪声较大。近年来,通过引进技术、合资及自行开发等,我国 已推出噪声较低的三叶罗茨鼓风机,颇 受用户欢迎,市场前景较好。透平压缩机(包括离心压缩机、轴流压缩机和轴流-离心复合式压缩机)是重大工程成套
19、装置重要设备,在国民经济中起着重要作用。1热力发电厂的设备及其发电原理 热电厂设备主要由粉磨机、锅炉、汽轮机、发电机、热交换器、风机、脱硫设备除尘设备、烟囱、自由通风换热器(凉水塔)、电气控制设备、加压回流泵等等组成。1.1 热力发电厂主要设备 风机是将原动机的机械能转化为气体的压能和动能的动力设备。电厂中的风机是构成烟风系统的关键设备,包括送风机,引风机,一次风机,拍粉风机等,主要用于输送空气、烟气以及煤粉和空气的混合物等。 送风机:克服空气预热器、风道、燃烧器阻力、输送燃烧风、维持燃料充分燃烧。 风机为卧式布置,将新空气自大气中吸入,通过空气预热器送至锅炉炉膛,提供整个锅炉系统所需的空气。
20、送风机采用电动机驱动,通过带联轴器的中间轴传递功率。风机负荷通过油压可调的叶轮叶片调节。风机叶片安装角可静止状态或运行状态式用电动执行器通过一套液压调节装置进行调节。叶轮转向从顺气流方向看,为逆时针旋转。 引风机:将烟气排除,维持炉膛压力,形成流动烟气,完成烟气及空气的热交换。 风机为卧式、水平布置,垂直进风,水平出风。其作用是将锅炉燃烧产生的烟气从炉膛排出,通过除尘器,脱硫装置将烟气排入烟囱,最终排往大气,维持锅炉负压。引风机采用电动机驱动,通过带联轴器的中间轴传递功率。风机叶片安装角固定不动,前导叶可在静止状态或运行状态时用电动执行器,通过一套液压调节装置进行调节,并设置静止后导叶,清除轴
21、流叶轮产生的气流旋转。叶轮转向从顺气流方向看,为逆时针旋转。 一次风机:干燥燃料,将燃料送入炉膛,一般采用离心式风机。 每台锅炉配两台一次风机。用于提供以下设备需要的空气:四台磨煤机在B-MCR工况下需要的净风量。150%密封风耗量,空气预热器最大保证漏风率(8%)下的一部分。一次风机质量裕量按25%,静压裕量按30%设计。设计空气温度为20,相对湿度为64%。一次风机采用单吸离心式风机叶轮,包括转子部分,静子部分以及轴承等,其外形转动为顺时针。风机的输出参数由入口导业安置,叶片同步调节。这种调节方式使叶轮前流体产生涡流,适应风机负荷,因而在低速负荷时,风机效率较高。1.2热电厂发电原理基本流
22、程是:煤或其他燃料经过处理进入锅炉燃烧,通过炉膛内的水冷壁把水加热成过热蒸汽,然后在气机的一些东西把过热蒸汽送到汽轮机,使汽轮机旋转起来,从而带动发电机旋转产生电力。而锅炉的烟气和煤渣就通过灰水的电除尘和除渣系统处理了。火力发电厂的主要生产系统包括汽水系统,燃烧系统,电气系统。1.2.1汽水系统火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成,他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。水在锅炉中被加热成蒸汽,经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽,再通过主蒸汽管道进入汽轮机。由于蒸汽不断膨胀,高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。为了进一步提高其热效率,
23、一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽,用以加热给水。在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。此外,在超高压机组中还采用再热循环,既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出,送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功,从中压缸送出的蒸汽,再送入低压缸继续作功。在蒸汽不断作功的过程中,蒸汽压力和温度不断降低,最后排入凝汽器并被冷却水冷却,凝结成水。凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧,给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器,经过加热后的热水打入锅炉,再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽,送至汽轮机作功,这样周而复始不断的作功
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