電站鍋爐運(yùn)行時(shí)再啟動(dòng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器探究

劉曉東

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源517000）

電站鍋爐運(yùn)行時(shí)再啟動(dòng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器探究

劉曉東

（深能合和電力（河源）有限公司，廣東河源517000）

介紹了電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的卡跳原因和在實(shí)際的鍋爐運(yùn)行中的不停爐重啟動(dòng)方法，為機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和減少?gòu)?qiáng)迫性停爐提供了借鑒。

電站鍋爐；回轉(zhuǎn)式空預(yù)器；卡跳；不停爐重啟動(dòng)

目前，大型電站鍋爐對(duì)省煤器出口煙氣余熱回收利用所配的大都是回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，回收廢熱為鍋爐爐膛煤粉燃燒提供更高溫度的熱風(fēng)，提高鍋爐效率。該結(jié)構(gòu)型式的空氣預(yù)熱器具有換熱系數(shù)高、傳熱快、阻力較小、熱能回收效率明顯等優(yōu)點(diǎn)。但是，在鍋爐運(yùn)行中一旦高溫?zé)煔夂屠湟淮物L(fēng)量、冷二次風(fēng)量不匹配，或者因風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器故障造成鍋爐單邊通風(fēng)組運(yùn)行時(shí)，就容易造成空預(yù)器不規(guī)則熱變形、密封系統(tǒng)劇烈摩擦、主電機(jī)電流波動(dòng)嚴(yán)重，直至造成空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子卡住停轉(zhuǎn)，只有強(qiáng)迫停爐來(lái)對(duì)空預(yù)器進(jìn)行檢修、處理、恢復(fù)。

本文著重講述的是發(fā)電廠在鍋爐正常運(yùn)行的情況下，對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)的檢修、處理、再啟動(dòng)，直至恢復(fù)其正常運(yùn)行，減少了機(jī)組的非計(jì)劃性停機(jī)，避免了鍋爐再點(diǎn)火、升溫、升壓、沖洗等在時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，為電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力的借鑒。

1 空預(yù)器摩擦產(chǎn)生的原因

1.1 回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的密封型式

如果要分析回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器摩擦劇烈的原因，就要先從它的密封型式說(shuō)起。一般來(lái)說(shuō)，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器分為5種密封型式，分別是軸向密封、徑向密封、旁路密封、中心筒密封和靜密封[1]，即把所有既要相對(duì)運(yùn)動(dòng)、又要把間隙降至最低的漏風(fēng)部位全部歸納起來(lái)，逐一加以控制和解決，來(lái)保證既要轉(zhuǎn)動(dòng)自如，又要盡量密封嚴(yán)密。模型圖如圖1所示。

圖1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器簡(jiǎn)圖

1.2 摩擦產(chǎn)生的原因

摩擦產(chǎn)生是動(dòng)、靜之間的間隙問(wèn)題，熱態(tài)運(yùn)行中主要是前3種密封型式，即軸向密封、徑向密封、旁路密封，這也是回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的漏風(fēng)率影響最大、控制難度最高、對(duì)磨擦產(chǎn)生較大影響的密封。

在煙氣溫度突變、煙氣流量增加、或者冷卻風(fēng)量不足的時(shí)候，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的傳熱元件受熱會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的蘑菇狀變形，溫度越高、煙氣量越大，變形量就越嚴(yán)重；受熱越不均勻，不規(guī)則變形就越嚴(yán)重，摩擦、卡澀的可能性就越大。

在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝質(zhì)量控制中，對(duì)上述的3種密封間隙都是要嚴(yán)格控制的，這樣才能保證在冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)熱膨脹達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而既使密封間隙最小、又不會(huì)嚴(yán)重摩擦造成主電機(jī)電流波動(dòng)大而卡跳，所以冷態(tài)時(shí)按照?qǐng)D紙要求的間隙調(diào)整與驗(yàn)收就至關(guān)重要。

2 空預(yù)器停轉(zhuǎn)的原因

雖然回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器都是主、輔電機(jī)（一般是公用一個(gè)主減速機(jī)）配置、一運(yùn)一備，但是在鍋爐熱態(tài)運(yùn)行時(shí)因?yàn)楣r復(fù)雜，停轉(zhuǎn)也是經(jīng)常發(fā)生的故障之一，也是火電廠鍋爐運(yùn)行時(shí)較為難處理的缺陷之一。發(fā)生停轉(zhuǎn)后需要根據(jù)不同的原因采用不同的策略來(lái)再啟動(dòng)，防止事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大和影響機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)。造成電廠空預(yù)器停轉(zhuǎn)的主要原因大致有以下幾種：

2.1 電氣故障

因某種原因的電氣故障或者變頻器故障，造成某臺(tái)空氣預(yù)熱器主輔電機(jī)同時(shí)失電，致使空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)。此類(lèi)故障的特征為：電流自始至終都是平穩(wěn)無(wú)異常，且輔電機(jī)聯(lián)啟的熱控信號(hào)雖已發(fā)出，但是電氣無(wú)電流顯示。此時(shí)要最先查找是否為電氣設(shè)備故障。

2.2 傳動(dòng)裝置電機(jī)過(guò)載

在沒(méi)有有效地快速冷卻而導(dǎo)致空預(yù)器轉(zhuǎn)子熱膨脹變形過(guò)大，造成空預(yù)器動(dòng)靜之間間隙過(guò)小、摩擦力增大，最終轉(zhuǎn)子卡住，手動(dòng)盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，一般可由以下幾種原因造成：

（1）預(yù)熱器密封片與密封板之間摩擦，引起電機(jī)過(guò)載，變頻控制柜跳保護(hù)。

（2）跳保護(hù)原因多為負(fù)荷升降過(guò)快而引起。

（3）因?yàn)轭A(yù)熱器本體保溫不好，受外界天氣溫度變化影響預(yù)熱器轉(zhuǎn)子外殼正常向上膨脹而引起（此種情況在南方室外布置居多）。

（4）預(yù)熱器減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與預(yù)熱器轉(zhuǎn)子端軸連接的形式，聯(lián)軸器緊固力矩不均勻或者力矩不夠，聯(lián)軸器發(fā)生打滑現(xiàn)象，預(yù)熱器丟轉(zhuǎn)，造成排煙溫度過(guò)高，轉(zhuǎn)子變形過(guò)大，引起過(guò)載跳保護(hù)停轉(zhuǎn)。

（5）上方掉落異物卡跳、停轉(zhuǎn)。這種因素的特征為主電機(jī)的電流突然跳高增大，超過(guò)主電機(jī)過(guò)流保護(hù)值而聯(lián)啟輔助電機(jī)后仍過(guò)流保護(hù)跳停。此時(shí)一般是異物卡住轉(zhuǎn)動(dòng)部件、電流急劇上升、且在超過(guò)電機(jī)電流保護(hù)值之前卡澀部件異物仍未排被清除。

2.3 機(jī)械故障

這類(lèi)故障的特征一般是：主電機(jī)運(yùn)行電流突然上升、后又瞬間正常，電機(jī)電流或有輕微的波動(dòng)而隨后空預(yù)器轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警發(fā)出，表明電機(jī)雖然仍正常運(yùn)行，但是此刻轉(zhuǎn)子已經(jīng)停轉(zhuǎn)，如支承軸承損壞、導(dǎo)向軸承損壞、減速機(jī)損壞。應(yīng)就地檢查空預(yù)器減速機(jī)內(nèi)部、支撐軸承箱內(nèi)部、導(dǎo)向軸承箱內(nèi)部是否異音，基本可以判斷是減速機(jī)故障。

當(dāng)然，空預(yù)器的減速機(jī)輸入軸的軸承、齒輪損壞造成堵轉(zhuǎn)，現(xiàn)象與掉落異物相似，屆時(shí)都需要把預(yù)熱器熱端的3個(gè)人孔門(mén)打開(kāi)，使用強(qiáng)光手電照明查看預(yù)熱器熱端是否有異物掉落、或者空預(yù)器的熱端徑向密封片是否有損壞跡象；如果有異物，就必須想辦法把取出異物。

3 不停爐重啟動(dòng)方案

在處理停轉(zhuǎn)空預(yù)器重啟時(shí)，必須要先要分析和處理好停轉(zhuǎn)的原因，之后才能按下列步驟進(jìn)行重啟的事情安排，否則會(huì)造成更重要設(shè)備的損壞。

（1）如果電機(jī)運(yùn)行電流是緩慢上升趨勢(shì)至過(guò)載跳機(jī)，一般不會(huì)是因?yàn)轭A(yù)熱器熱端有異物落下造成電機(jī)電流過(guò)載跳機(jī)。此時(shí)，可以采取如下措施：

1）關(guān)閉停轉(zhuǎn)側(cè)預(yù)熱器熱端一次風(fēng)出口擋板以及二次風(fēng)出口擋板；

2）關(guān)閉停轉(zhuǎn)側(cè)預(yù)熱器煙氣側(cè)入口擋板；

3）打開(kāi)引風(fēng)機(jī)入口的聯(lián)絡(luò)擋板（有的電廠是有聯(lián)絡(luò)煙道沒(méi)有聯(lián)絡(luò)擋板）。

4）再啟動(dòng)停轉(zhuǎn)側(cè)預(yù)熱器對(duì)應(yīng)的一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，出力約在20%～30%之間，使冷一次、冷二次風(fēng)在預(yù)熱器內(nèi)通過(guò)各密封系統(tǒng)之間的間隙進(jìn)行串通，并大量地泄漏至煙氣側(cè)，使得預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的煙氣側(cè)傳熱元件得到冷卻，冷、熱端溫度迅速降低，達(dá)到約160°以下時(shí)，就可以很容易地手動(dòng)或者空氣馬達(dá)盤(pán)車(chē)，手動(dòng)或者空氣馬達(dá)盤(pán)車(chē)一圓周以上（最少一圓周）后，可以啟動(dòng)主電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行半小時(shí)后，電流如果均趨于平穩(wěn)、正常，宣告停轉(zhuǎn)空預(yù)器重啟成功。

（2）如果即使采取了上述措施，仍不能使空預(yù)器煙氣側(cè)的溫度降至160°以下時(shí)，可適當(dāng)降低機(jī)組的負(fù)荷，降低爐膛內(nèi)的煙氣量，從而達(dá)到快速降低煙氣溫度的目的。

（3）如果是有異物掉落卡住所致的空預(yù)器停轉(zhuǎn)，先是設(shè)法將掉落在預(yù)熱器內(nèi)部的異物取出，并確定再無(wú)其他異物卡澀。之后再進(jìn)行上述的操作。

4 注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)空氣預(yù)熱器發(fā)生主電機(jī)跳閘時(shí)，如果備用電機(jī)聯(lián)起正常，則保持原工況運(yùn)行，無(wú)需進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，只需要檢查。

（2）當(dāng)空氣預(yù)熱器發(fā)生主電機(jī)跳閘時(shí)，如果備用電機(jī)未聯(lián)起，則按照一二次風(fēng)空氣預(yù)熱器跳閘保護(hù)進(jìn)行。

（3）當(dāng)轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)報(bào)警裝置指示空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子已經(jīng)停轉(zhuǎn)，應(yīng)盡快分析、檢查停轉(zhuǎn)原因并力圖使轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，即使轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，只要進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度不超過(guò)425℃，就不會(huì)永久性地?fù)p壞空氣預(yù)熱器。

（4）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)主控運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器電機(jī)電流不正常的擺動(dòng)，此時(shí)是在電機(jī)電流小于額定電流情況下（擺動(dòng)不超過(guò)額定電流的10%為正常，超過(guò)額定電流的10%為異常），均應(yīng)立即通知檢修人員就地檢查空氣預(yù)熱器電機(jī)運(yùn)行情況、空氣預(yù)熱器摩擦情況、空氣預(yù)熱器上下軸承和減速器軸端溫度等，如果發(fā)現(xiàn)電機(jī)電流擺動(dòng)為主電機(jī)本身異常引起而非機(jī)務(wù)引起，可以就地使用事故按鈕停運(yùn)，以便聯(lián)啟輔電機(jī)，主控值班員不得手?？諝忸A(yù)熱器，防止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。

（5）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器軸承溫度突變時(shí)，應(yīng)就地進(jìn)行核查，確認(rèn)達(dá)到空氣預(yù)熱器停運(yùn)條件時(shí)盡可能使用主控手動(dòng)停止空氣預(yù)熱器的方式，避免聯(lián)啟輔電機(jī)，引發(fā)設(shè)備損壞。當(dāng)空氣預(yù)熱器上下軸承溫度達(dá)到60℃時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行檢查；當(dāng)空氣預(yù)熱器上、下軸承溫度達(dá)到80℃時(shí)應(yīng)調(diào)整機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，隔離故障空氣預(yù)熱器進(jìn)行檢修。當(dāng)空氣預(yù)熱器金屬溫度降到80℃時(shí)允許空氣預(yù)熱器內(nèi)部檢修。

（6）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器電機(jī)電流大于額定電流時(shí)，需經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，繼續(xù)升負(fù)荷等運(yùn)行調(diào)整。

（7）在機(jī)組啟動(dòng)初期及25%的低負(fù)荷條件下，應(yīng)采用連續(xù)吹灰運(yùn)行方式。

（8）任何形式的空預(yù)器卡跳、停轉(zhuǎn)，都不能盲目地大扭矩、手動(dòng)盤(pán)車(chē)，只有等到問(wèn)題分析好、缺陷消除后才能試著啟動(dòng)空氣馬達(dá)盤(pán)車(chē)。

5 結(jié)束語(yǔ)

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是電站鍋爐中重要的輔機(jī)設(shè)備，也是關(guān)系到機(jī)組安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的必不可缺少的關(guān)鍵輔機(jī)之一，只有平時(shí)巡檢好、維護(hù)好、檢修好，才能降低機(jī)組運(yùn)行時(shí)的故障率。一旦出現(xiàn)了故障，要盡早分析原因，對(duì)癥下藥，排除故障按照上述的經(jīng)驗(yàn)方法試著在鍋爐正常運(yùn)行下的再啟動(dòng)空預(yù)器預(yù)熱器。

目前各發(fā)電公司對(duì)機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)都加大了考核力度，在鍋爐正常運(yùn)行的情況下摸索出卡跳的空預(yù)器重啟動(dòng)的方法，可以減少非停次數(shù)的發(fā)生，也為其他發(fā)電公司提供了借鑒。

[1]董泳，李有義，王成敏，等.回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器熱端徑向密封間隙控制技術(shù)研究與應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2000，18（4）：16-20.

Thermal Power Plant Without Shutdown Restart of Rotary air Heater Probe

LIU Xiao-dong
（Deep Energy and Power（Heyuan）Co.，Ltd.，Heyuan Guangdong 517000，China）

This paper introduces the thermal power boiler rotary air pre heater card jump，and in the actual operation without shutdown restart method provides a reference for the safety and stable operation and reduce non plan.

thermal power boiler；rotary air preheater；card jump；without shutdown restart

TM621.2

A

1672-545X（2016）11-0203-03

2016-08-21

劉曉東（1969-），男，吉林長(zhǎng)春人，本科，高級(jí)工程師，從事電力設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、檢修等工作。