电站锅炉风机现场性能试验方法分析

李金龙 戎乘波

摘要：本文主要对电站锅炉风机现场性能试验的标准方法进行了分析，对相关标准规定中的重点内容展开了说明，并以确定风机进出口面积及流量、测量环境与介质温度、测定风机转速、测定压力参数、气流方面的计算、风机方面的计算为切入点，阐述了电站锅炉风机现场性能试验的主要内容与手段，以供参考。

关键词：电站；锅炉风机；性能试验

引言：在电站投入运行之前，或是在试运行阶段结束后、实际投运过程中，出于对维护电站生产运行稳定性的考量，必须要落实电站锅炉风机现场性能试验，促使相关工作人员明确风机运行过程中的实际情况，以此确定出风烟系统安全经济运行的条件、现实水平，并在此基础上落实对电站锅炉风机运行的优化调整。

一、电站锅炉风机现场性能试验的前期讨论

在当前的电站锅炉风机现场性能试验中，主要依托风机现场性能试验按照标准GB/T10178-2006《工业通风机 现场性能试验》、DL/T 469-2004《电站锅炉风机现场性能试验》进行。结合对该标准内容的全面分析能够了解到，电站锅炉侧的风烟系统风机性能试验均包含在该标准约束与指导的范围内。

通常情况下，电站锅炉风机现场性能试验中需要完成以下几项内容的测试：

表1 电站锅炉风机现场性能试验的测试项目

测试项目	测试方法	测试仪器
风机进出口静压	应用U型管压力计进行测量	U型管压力计
风机流量	速度场法	皮托管、微压计
气体进出口温度	便携式测温仪	测温仪
流量测量面气体温度	便携式测温仪	测温仪
流量测量面静压	应用U型管压力计进行测量	U型管压力计

二、电站锅炉风机现场性能试验的主要内容

（一）确定风机进出口面积及流量

在此环节中，需要完成风机进口面积、风机出口面积、风机流量测量面积的分别检测，以常用的轴流式风机与离心式风机为例进行说明（图1），对于风机进口面积而言，主要提取气体输送装置上游末端的界面进行测量即可；对于风机出口面积而言，主要提取气体输送装置下游始端的界面进行测量即可。在测量风机流量测量面积时，应当参考装置的不同确定测量位置。一般而言，针对送风装置，测量位置为排气侧；针对吸风装置，测量位置为进气侧。

图1 不同类型风机的进出口管道

1，2-平面；3-进风箱；4-进口管道；5，7-过渡段；6-扩压器；8-出口管道

另外，在落实对风机进出口面积及流量的测量过程中，需要选取直管段（风道截面直径不变）实施测量，且要求保证该段长度稳定在不低于风道水力直径的2倍水平^[1]。应用速度场法展开流量测量，实践中，对待测量截面细化为多个网格，依托标准皮托管和电子微压计落实对所有网格中心位置动压的依次测量，并根据各动压方根的平均值计算出该截面的平均动压。

（二）测量环境与介质温度

第一，在测量风道管路内侧的温度时，在距离管壁三分之一或100毫米的位置加设测温元件，取最小值作为本项目的测温结果。第二，在测量环境温度时，主要选用水银温度计作为测量元件。第三，通常情况下，在实际的风机现场性能试验中，管道内气流速度稳定在不高于每秒25米的情况下，因此测得的温度与静温度具有一致性。

（三）测定风机转速

在检测风机转速的过程中，可以应用的检测方法为转速表法。实践中，要求必须提前落实对试验风机运行的停止，同时将反光胶带加设在轴表面位置，以此保证后续检测流程能够顺利展开。

（四）测定压力参数

第一，在进行大气压力的测定时，可以引入标准大气压力表。第二，在进行静压的测定时，可以应用皮托管，将其与静压接头连接完成检测。在无旋流场状态下，静压测量的位置设定为圆形管道垂直四等分、矩形管道四面中心位置中存在的管壁测孔。第三，在进行动压的测定时，根据截面形状的不同，所适用的检测方法也存在差异。当截面为圆形截面时，要求控制布设测点的直径数量为不低于3条，且应用线性法等方法完成测点布置计算即可；当截面为矩形截面时，要求控制在任意一条截面横线上布设的测点数量为不低于5个。

（五）气流方面的计算

1.气流密度的计算

在展开电站锅炉风机的气流密度计算时，可以使用的计算公式如下所示：

简化后，得到电站锅炉风机的气流密度计算公式为：P_a=0.00269×1.293×（待测量面绝对平均静压力/待测量面绝对温度）。在完成电站锅炉风机气流密度的计算后，依托质量守恒定律的应用，可以实现对电站锅炉风机进出口气流密度的换算。

2.气流速度的计算

为了实现对电站锅炉风机某一测量截面的气流速度进行计算，需要提前完成对相关参数的测定与计算，包括气流密度、该截面的气流平均动压、该截面的气流平均静压。此时，可以使用的计算公式如下所示：

在该计算公式中，k代表着标准靠背管流量系数一般情况下，该系数值稳定在0.8-0.85的范围内^[2]。同时，在实际的电站锅炉风机性能试验过程中，选取标准靠背管作为一次测量元件，用于该截面的气流平均动压、该截面的气流平均静压的测量。

（六）风机方面的计算

1.风机功率的计算

在电站锅炉风机的实际运行过程中，其功率的传递流程主要如下：电动机输入功率作为驱动功率；电动机输出功率为电机效率传递至电站锅炉风机；电站锅炉风机轴功率，属于变频效率；电站锅炉风机叶轮功率；电站锅炉风机有效功率。实践中，利用三相高精度电能表落实对电动机输入功率的测定；利用在试验中获取到的电站锅炉风机全压与流量的乘积计算出风机有效功率。在此过程中，可以应用对设备性能曲线的查阅实现对各个环节传动效率参数的准确提取。

2.风机效率的计算

电站锅炉风机效率的计算过程，使用的计算方法主要如下：依托有效功率与电动机输入功率之间的比值确定出相应电站锅炉风机的设备总效率；依托有效功率与风机轴功率之间的比值确定出相应风机的全压效率（轴效率）。

需要注意的是，出于对简化计算的考量，在上述计算的过程中可以不对气体的压缩进行考量；为了确保检测结果具有极高的可靠性，在实际试验的过程中，必须要尽可能保证风机试验工况具备更高的稳定性。

总结：综上所述，在展开对电站锅炉风机的性能试验过程中，需要重点落实以下几项操作，即设定合理的、良好的、充足的现场性能试验测点及检测仪器布设位置；重点维护所有测量截面的介质温度与静压测试结果的精准程度；合理选取流量测量截面、控制介质动压测试点的数目充足合理。

参考文献：

[1]高继录,庞开宇,路军锋,等.电站锅炉风机运行优化试验研究[J].东北电力技术,2015,36(11):7-9.

[2]刘家钰.电站锅炉风机节能诊断方法与技术[J].风机技术,2015,57(05):56-63.