一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法

本申请涉及风机控制，尤其涉及一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法。

背景技术：

1、在火力发电机组中，风机是最重要的辅机设备之一。同时，风机故障是导致火电机组非正常停机的重要因素之一，风机的正常运行对机组的安全经济运行有着至关重要的影响。目前，广泛应用于火电机组送、引风机的大型风机包括静叶可调轴流式风机、动叶可调式轴流风机和离心式风机三种类型的风机，其中由于体积大、工况适应能力差，离心式风机在大型火电机组中逐渐被轴流式风机所取代。大部分设备根据实际运行条件的变更和调整，需要在非设计工况下运行。如果在压比要求不变的条件下，非设计工况下的流量必然靠近失速和喘振边界，危急系统的稳定运行。为了解决上述问题，变频调速技术和静/动叶调节技术是保持流体机械在非设计工况高效运行的两种方法。

2、变频调速技术通过调节转子的转速使其在非设计工况下气流入口角接近设计状态的气流入口角减少叶片通道内部的流体分离达到降低流动损失的目的。但对于大功率装置，由于导叶、动叶、和静叶的位置没有变化，入口气流角和级与级之间的通流匹配严重偏离设计状态，单纯依靠降低转速的措施很难实现非设计转速下的性能最优匹配。

3、静叶可调技术通过改变静叶的安装角调整下游转子叶片的进口攻角,改善各排叶片之间的气动匹配,从而避免发生中低转速失速和喘振,同时角度联调也可以优化工作点效率。而在实际运行过程中，叶片常常会因为加工安装不规范、滑块磨损、叶柄积灰等问题造成叶片卡涩，在静叶调整过程中出现一个或多个叶片安装角异常偏离，造成性能下降、不稳定工作区增大，稍有扰动甚至会引发喘振。

4、动叶可调技术由系统风道流入动叶可调轴流风机的气流，经进气箱后被改变方向，再经集流器收敛加速后流向叶轮。电动机动力通过叶轮叶片对气流作功，叶片的工作角度与叶栅距可进行无级调节，由此改变风量、风压，以满足工况变化的需求。但在实际运行过程中机械故障源多,调整精度差。从执行器到伺服阀之间存在多个机械连接点,都存在发生故障的可能。执行器无法实现风机运行过程中在线更换,一旦故障只能停机更换或修理。伺服阀磨损较快,磨损后内泄露增大导致油压波动。液压油故障后叶片位置无法锁定,只能停机处理。

5、在实际运行中，单一的调节方式能够降低设备流动损失，提高设备的运行效率，但也存在各自的问题，如转速调节适用范围不高，静/动叶调节存在叶片转动角度不均匀等问题。二者同时调节，可解决各自调节时存在的问题，增加可适用装置范围，提高风机运行稳定性，因此综合考虑静叶、转速联调工作很有必要。

技术实现思路

1、本申请提供了一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，其技术目的是提高风机非设计工况运行的效率，拓宽风机稳定运行范围。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，包括：

4、步骤s1：在设计转速下对不同静叶开度时的特性曲线进行获取，根据特性曲线和管路阻力曲线的交点，得到不同流量下引风机的转速及与该转速匹配的最佳静叶开度，根据转速及与其匹配的最佳静叶开度得到转速-开度曲线；

5、步骤s2：将特性曲线转换为风压-开度-流量三维图，根据风压-开度-流量三维图以及相似关系得到不同转速下的特性曲面图；

6、步骤s3：根据特性曲面图和管路阻力曲线得到失速曲线，根据失速曲线在转速-开度曲线划定失速边界，则失速边界左侧即为风机转速与静叶开度的可调节范围，根据该可调节范围实现风机联合调控。

7、本申请的有益效果在于：本申请所述的风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，从特性曲线出发，结合相似理论，将各工况点最优转速与开度匹配参数给出，区别于传统单一调节方法，兼顾了效率提高和稳定运行范围拓宽的双重目的。当需要从某一流量调节到另一流量时，根据匹配曲线，能够同时调节转速和开度，在保证远离失速边界的情况下安稳达到目标流量，为实际运行时风机的安全高效调节提供了参考。

技术特征：

1.一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，其特征在于，步骤s1中，管路阻力曲线表示为：

3.如权利要求1所述的风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，其特征在于，步骤s2中，风机流量换算为：

技术总结本发明公开了一种风机变频调速控制与静叶调节联合调控方法，涉及风机控制技术领域，解决了风机非设计工况运行效率较低且风机稳定运行范围较窄的技术问题，其技术方案要点从特性曲线出发，结合相似理论，将各工况点最优转速与开度匹配参数给出，区别于传统单一调节方法，兼顾了效率提高和稳定运行范围拓宽的双重目的。当需要从某一流量调节到另一流量时，根据匹配曲线，能够同时调节转速和开度，在保证远离失速边界的情况下安稳达到目标流量，为实际运行时风机的安全高效调节提供了参考。技术研发人员：臧盛,杨建刚受保护的技术使用者：东南大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12