鍋爐引風(fēng)機(jī)出力不足問題分析及解決措施

（中國石油克拉瑪依石化公司熱電廠，新疆 克拉瑪依 834003）

鍋爐引風(fēng)機(jī)出力不足問題分析及解決措施

趙曉強(qiáng) 任恒昌 朱焱松

（中國石油克拉瑪依石化公司熱電廠，新疆 克拉瑪依 834003）

以某熱電廠為例分析了造成引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)出力不足故障的原因，并據(jù)此提出了有效解決措施，達(dá)到風(fēng)機(jī)的最佳運(yùn)行效果。

引風(fēng)機(jī)；出力不足；分析；措施

一、存在問題

某熱電廠4臺130t/h中壓煤粉爐，每爐配有兩臺單支撐離心式引風(fēng)機(jī)。2008年進(jìn)行煙氣脫硫改造，系統(tǒng)阻力增大，對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造：將1#爐和2#爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行重新選型更換，3#爐和4#爐重新選型更換、同時將風(fēng)機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)方式由擋板調(diào)節(jié)改為液力耦合器調(diào)節(jié)。改造后在設(shè)計(jì)煤種情況下風(fēng)機(jī)出力勉強(qiáng)滿足鍋爐滿負(fù)荷要求，2010年4臺鍋爐引風(fēng)機(jī)出力下降，具體表現(xiàn)如下。

（1）1#、2#爐風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門尚未全開，電機(jī)已超電流；

（2）風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門已全開仍不能滿足系統(tǒng)出力要求；

（3）風(fēng)機(jī)超電流后引風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓增大，爐膛負(fù)壓仍然不能滿足負(fù)荷運(yùn)行要求；

（4）3#、4#爐引風(fēng)機(jī)液力耦合器開度達(dá)到一定值后繼續(xù)增大開度，風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓等參數(shù)基本不再變化。

二、原因分析

1.設(shè)計(jì)、選型不當(dāng)

風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)較實(shí)際運(yùn)行參數(shù)偏?。ū?）。

表1

由表1可以看出：實(shí)際運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)參數(shù)，鍋爐實(shí)際運(yùn)行期間的排煙溫達(dá)到180℃，遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的150℃，煙氣體積較設(shè)計(jì)時增大約10%，而風(fēng)機(jī)及電機(jī)選型是按照設(shè)計(jì)排溫度選擇的；此外，該廠風(fēng)機(jī)是在脫硫改造的過程中進(jìn)行的改造，改造初期并未進(jìn)行風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)測量，只是在初始設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上做了簡單的修正，因此風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安裝后并沒有接近實(shí)際運(yùn)行工況。故風(fēng)機(jī)選型明顯偏小，風(fēng)機(jī)無法在高效區(qū)域運(yùn)行，出力明顯不足。

2.煙道阻力

由于此段煙道的截面較大，摩擦阻力較小，因此煙道阻力主要取決于由轉(zhuǎn)彎、變截面、換熱設(shè)備間隙、擋板門等引起的局部阻力。當(dāng)鍋爐低負(fù)荷時煙氣流速低,煙道的水平段、轉(zhuǎn)向處、空預(yù)器以及省煤器等小間隙傳熱元件容易積灰，煙道系統(tǒng)長期積灰導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出力不足而影響鍋爐負(fù)荷。隨著鍋爐運(yùn)行時間的增加，帶灰煙氣流經(jīng)各受熱面時會有部分灰粒沉積到受熱面上形成積灰，阻礙煙氣的正常流動，煙氣流動阻力增加。由于該廠鍋爐運(yùn)行十余年，省煤器以及空預(yù)器積灰嚴(yán)重，實(shí)際83%額定負(fù)荷時的煙道阻力已經(jīng)相當(dāng)于設(shè)計(jì)的100%額定負(fù)荷阻力，風(fēng)機(jī)運(yùn)行尤其是高負(fù)荷期間影響尤為明顯。

3.系統(tǒng)不合理

鍋爐管道系統(tǒng)布置不合理直接影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行性能，由于風(fēng)機(jī)是系統(tǒng)的一個重要部件，風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)存在的相互作用可能造成其不在設(shè)計(jì)規(guī)定的運(yùn)行工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。同時系統(tǒng)中彎頭、轉(zhuǎn)向室、除塵系統(tǒng)中設(shè)備安裝位置不佳及設(shè)備運(yùn)行不正常都會影響到風(fēng)機(jī)的使用性能。

4.煙道漏風(fēng)

鍋爐煙道、電除塵等部位漏風(fēng)是造成風(fēng)機(jī)出力下降的又一重要原因。漏風(fēng)進(jìn)入煙道或電除塵器后與煙氣混合，空氣溫度被加熱至約180℃左右，氣體溫度的升高導(dǎo)致體積相對增大較多。對于煙氣系統(tǒng)來說, 漏風(fēng)點(diǎn)越靠近引風(fēng)機(jī)入口，負(fù)壓越大, 漏風(fēng)量也越大。由于鍋爐已經(jīng)投產(chǎn)十多年，因此鍋爐本體、尾部煙道、 擋板、膨脹節(jié)、防爆門、人孔門、電除塵器等部位都存在不同程度地漏風(fēng)。這些都是造成煙道漏風(fēng)、煙氣體積增大的重要原因，據(jù)此選擇的風(fēng)機(jī)及電機(jī)必然偏小。

5.壓縮空氣進(jìn)入煙道

電除塵器下部的倉泵系統(tǒng)在置換時, 壓縮空氣全部排入電除塵器內(nèi)部；此外，火檢冷卻用壓縮空氣量也由設(shè)計(jì)時的2 000m3/h 增大到3 100m3/h。壓縮空氣進(jìn)入煙道后不僅增加了煙道煙氣流量，還造成煙氣體積迅速增加。由于進(jìn)入爐內(nèi)的所有壓縮空氣量都是鍋爐風(fēng)量平衡計(jì)算之外風(fēng)量，在選擇設(shè)計(jì)引風(fēng)機(jī)時未在計(jì)算之內(nèi)。

6.燃燒工況的影響

燃燒煤質(zhì)較設(shè)計(jì)煤質(zhì)相差較大，近年來入爐煤質(zhì)降低明顯，灰份增加，發(fā)熱量下降，甚至接近14MJ/kg。表2為該鍋爐設(shè)計(jì)煤種及實(shí)際運(yùn)行期間煤種成分的比較。

表2

煤種的變差導(dǎo)致入爐燃料量和風(fēng)量明顯增加、積灰加劇、煙道阻力增加，風(fēng)機(jī)無法滿足設(shè)計(jì)工況負(fù)荷要求。

7.機(jī)械方面

引風(fēng)機(jī)的機(jī)殼通過斜45°、弧形激流器與電除塵出口煙道連接，連接處安裝有電動調(diào)節(jié)擋板?；⌒渭ち髌髟斐梢L(fēng)機(jī)葉片入口前向心側(cè)產(chǎn)生局部渦流, 電動調(diào)節(jié)擋板間隙配合不當(dāng)；設(shè)計(jì)時為保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，機(jī)葉片頂部間隙設(shè)計(jì)在4mm范圍內(nèi)，但由于高達(dá)180℃的排煙溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度，由此造成機(jī)殼局部變形而加大葉頂間隙；此外，葉片因制造、加工不規(guī)范，磨損以及檢修工藝等問題使得葉片型線受到破壞、葉頂間隙過大。

三、解決措施

1.降低排煙溫度

由于鍋爐的排煙溫度明顯偏高，不僅影響外界環(huán)境溫度，而且影響風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行。因此，該廠預(yù)計(jì)在2015年鍋爐大檢修期間在空預(yù)器及電除塵之間加裝效果良好的復(fù)合相變換熱器，屆時可將鍋爐的排煙溫度降低至130℃以下，從而降低工況風(fēng)量以降低風(fēng)機(jī)負(fù)荷。

2.降低煙道阻力

2013年初，在鍋爐煙道基本沒有繼續(xù)進(jìn)行改造空間的前提下盡量減少鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時間，避免大量積灰；同年檢修時優(yōu)化系統(tǒng)中吹灰器等設(shè)備的安裝位置，在保證使用條件下降低煙道的阻力系數(shù)；2013年利用鍋爐停爐期間對鍋爐過熱器、省煤器、空預(yù)器等受熱面的積灰予以清理；同年鍋爐小檢修期間，在極易積灰的煙道拐彎道位置安裝了煙氣導(dǎo)流板以防積灰；逐漸改善煙氣流動狀態(tài)、減少了煙道中的渦流區(qū)；根據(jù)燃燒情況認(rèn)真做好日常鍋爐的打焦工作；年初，根據(jù)各爐子負(fù)荷和煤種情況制定并執(zhí)行吹灰器的使用頻次和使用質(zhì)量的把控。

3.減少漏風(fēng)

2013年初開始檢查并消除煙道內(nèi)的漏風(fēng)，具體措施包括：確認(rèn)整個鍋爐內(nèi)的人孔、檢查孔、防爆門、打焦孔、測量孔、密封片等部位密封完好；及時封堵拉渣機(jī)水箱與灰斗連接處密封孔；檢查并封堵?lián)圃鼨C(jī)及水冷壁下聯(lián)箱水封；在滿足運(yùn)行條件的情況下盡量減少測點(diǎn)和檢測孔、洞的使用時間和數(shù)量，檢修期間盡量延長孔、洞處的套管以減少鍋爐及煙道的漏風(fēng)；小修期間確認(rèn)并消除除塵器、補(bǔ)償器等設(shè)備與煙道連接處的漏風(fēng)點(diǎn)、杜絕不必要的氣體排入后部煙道和電除塵器內(nèi)，并在2014年年初更換腐蝕漏風(fēng)的煙道膨脹節(jié)。

4.減少壓縮空氣用量

2013年伊始，該廠及時完善工業(yè)風(fēng)系統(tǒng)和儀表風(fēng)系統(tǒng)及用氣設(shè)備，在保證設(shè)備安全可靠的情況下，降低壓縮空氣尤其是冷卻用壓縮空氣的使用量至原始設(shè)計(jì)水平，減少過多的壓縮空氣進(jìn)入爐膛和煙道。

5.合理擴(kuò)容

2014年，在進(jìn)行鍋爐煙氣脫硝改造過程中，充分考慮風(fēng)機(jī)負(fù)荷，在進(jìn)行低氮燃燒器、SCR脫硝改造后對煙氣參數(shù)以及燃燒煤種進(jìn)行重新校核，以實(shí)際運(yùn)行工況條件進(jìn)行風(fēng)機(jī)及電機(jī)選型設(shè)計(jì)以合理擴(kuò)容，在選型擴(kuò)容過程充分考慮進(jìn)入爐膛以及煙道的壓縮空氣以及其他沒有計(jì)入鍋爐燃燒平衡計(jì)算的風(fēng)量。最終風(fēng)機(jī)擴(kuò)展至23號風(fēng)機(jī)配備的電機(jī)擴(kuò)容至560kW。

6.提高檢修質(zhì)量

2013年始，車間及檢修隊(duì)伍嚴(yán)格把控風(fēng)機(jī)擴(kuò)容過程中生產(chǎn)、制造、安裝過程中的的施工質(zhì)量以及日常檢修質(zhì)量，調(diào)整好葉片頂部間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)，多措施保持葉片角度的一致性；風(fēng)機(jī)投運(yùn)過程中始終保持風(fēng)機(jī)外殼保溫有效、減少機(jī)殼變形產(chǎn)生的影響，為控制好風(fēng)機(jī)入口擋板的靈敏度和準(zhǔn)確性，將入口執(zhí)行機(jī)構(gòu)換成羅特克執(zhí)行機(jī)構(gòu)，避免出現(xiàn)開關(guān)不到位影響煙道阻力，進(jìn)而影響煙道性能的問題。

7.優(yōu)化調(diào)整

2013年在燃盡煤場原存煤后逐漸提高入爐煤質(zhì)量,優(yōu)化調(diào)整鍋爐燃燒工況，盡量避免鍋爐缺氧狀態(tài)的燃燒時間，減少不必要的煙道積灰和煙道阻力的增加；運(yùn)行調(diào)整過程中合理分配每臺鍋爐 2臺引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷、避免出現(xiàn)“搶風(fēng)”現(xiàn)象，避免增減負(fù)荷時產(chǎn)生大的煙氣擾動。

四、效果

自2013年初確定改進(jìn)措施，很好的解決了鍋爐引風(fēng)機(jī)出力不足的問題。各鍋爐運(yùn)行后均未出現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)擋板時電機(jī)超電流而爐膛負(fù)壓不足現(xiàn)象，引風(fēng)機(jī)擋板可隨鍋爐負(fù)荷的變化任意調(diào)整變換，每臺鍋爐的單臺引風(fēng)機(jī)均具有帶50%鍋爐額定負(fù)荷的能力，投運(yùn)效果顯著。

[1]陳欣.電站風(fēng)機(jī)出力不足原因淺析[J].風(fēng)機(jī)技術(shù).2011，5.

[2]尹君, 劉恩生, 尹民權(quán)等.鍋爐引風(fēng)機(jī)出力不足原因[J].發(fā)電設(shè)備. 2007(3):203-205.

[3]王賀岑,白紅濤,許明峰等。鍋爐引風(fēng)機(jī)選型改造的可靠性分析[J].中國電力.2010.1(43):51-55.

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：1671-0711（2014）10-0064-02

2014-02-25)