暖風(fēng)器凍結(jié)事故處理及建議

楊曉東

摘 要： 本文就內(nèi)蒙古某一電廠暖風(fēng)器系統(tǒng)進(jìn)行簡要描述，針對該廠暖風(fēng)器凍結(jié)采取相應(yīng)措施及給出改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞： 暖風(fēng)器 系統(tǒng) 凍結(jié) 改進(jìn)

中圖分類號：TK223.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）09-0294-02

內(nèi)蒙古某一電廠為超臨界機(jī)組，鍋爐使用超臨界參數(shù)直流煤粉鍋爐、一次中間再熱、單爐膛平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、∏型布置、固態(tài)排渣、緊身封閉、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)鍋爐，爐后尾部布置兩臺三分倉受熱面回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。鍋爐制粉系統(tǒng)為中速磨冷一次風(fēng)正壓直吹系統(tǒng)，配置5臺中速磨煤機(jī)。鍋爐配有2臺葉偶調(diào)節(jié)離心式一次風(fēng)機(jī)，2臺動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。除塵系統(tǒng)為電袋式除塵器。鍋爐配置一次風(fēng)暖風(fēng)器2臺，二次風(fēng)暖風(fēng)器2臺，皆為JNNFX旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器。該暖風(fēng)器是利用高溫蒸汽加熱冷空氣的一種熱交換設(shè)備，汽源取自輔汽聯(lián)箱。

旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器通常用在空氣預(yù)熱器進(jìn)口前一、二次風(fēng)道中，在冬季需要投入使用時(shí)，將暖風(fēng)器熱交換面旋轉(zhuǎn)至與煙道垂直位置，用于加熱一二次風(fēng)溫，起到保護(hù)空氣預(yù)熱器冷端免受低溫腐蝕的作用。當(dāng)夏季風(fēng)溫高時(shí)，可將暖風(fēng)器旋轉(zhuǎn)90°，旋至與風(fēng)道平行位置，將暖風(fēng)器從風(fēng)道內(nèi)切除，形成直通風(fēng)道，使風(fēng)道內(nèi)雜物隨風(fēng)帶走，避免了暖風(fēng)器堵塞，并大幅度減少一、二次風(fēng)道通風(fēng)阻力，降低風(fēng)機(jī)阻力損失，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性[1]。

很多電廠的暖風(fēng)器系統(tǒng)采用疏水匯集到疏水箱，經(jīng)疏水泵打入除氧器的設(shè)計(jì)方案。該方案需設(shè)置低位水箱、疏水泵、水位變送器、調(diào)節(jié)單元及再循環(huán)調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，由于控制邏輯復(fù)雜，設(shè)備工作環(huán)境惡劣，運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生水位控制失靈、疏水泵汽蝕、暖風(fēng)器泄露等故障，增加了維修成本[2]。故再建新廠的暖風(fēng)器系統(tǒng)有了較大改進(jìn)，疏水系統(tǒng)也逐漸設(shè)計(jì)為疏水經(jīng)自動(dòng)疏水器后，可排入地溝或疏水?dāng)U容器，水質(zhì)合格后可依靠暖風(fēng)器進(jìn)汽與凝汽器差壓，將疏水排入凝汽器。該設(shè)計(jì)初步投資少，后期維修成本也較低，投運(yùn)后也較為可靠和安全。

一、暖風(fēng)器系統(tǒng)簡介

廠暖風(fēng)器系統(tǒng)采用疏水至凝汽器設(shè)計(jì)，具體介紹如下：

輔助蒸汽經(jīng)供汽母管來到暖風(fēng)器平臺前，通過一二次暖風(fēng)器汽源調(diào)門及旁路電動(dòng)門，進(jìn)入一二次暖風(fēng)器汽源母管，被送入各個(gè)暖風(fēng)器汽源支管，向上爬升3米后，經(jīng)各支管手動(dòng)門進(jìn)入暖風(fēng)器。在暖風(fēng)器內(nèi)，蒸汽經(jīng)翅片管束與冷風(fēng)進(jìn)行熱交換，釋放熱量凝結(jié)為水。疏水從暖風(fēng)器出來后，進(jìn)入疏水支管，垂直下落3米后，經(jīng)疏水器及旁路匯集到一根疏水母管。在暖風(fēng)器投入初期，水質(zhì)不合格時(shí)，可將疏水外排，或沿疏水母管進(jìn)入比疏水母管高6米的鍋爐啟動(dòng)疏水?dāng)U容器，經(jīng)擴(kuò)容后進(jìn)入集水箱。水質(zhì)合格后，依靠蒸汽壓力和凝汽器差壓，可將疏水導(dǎo)入凝汽器疏水?dāng)U容器，將疏水進(jìn)行回收。該廠暖風(fēng)器系統(tǒng)圖如下。

雖然該廠采取如此設(shè)計(jì)，但是該系統(tǒng)在投運(yùn)及正常運(yùn)行中，依然存在進(jìn)汽支管及疏水管路振動(dòng)的問題，其中以疏水管路振動(dòng)最為嚴(yán)重。同時(shí)，疏水管路設(shè)計(jì)不合理致使暖風(fēng)器發(fā)生一次嚴(yán)重凍結(jié)的事故。

二、暖風(fēng)器凍結(jié)過程

冬季一次鍋爐點(diǎn)火時(shí)，外界環(huán)境溫度為-9℃，溫度過低，投入暖風(fēng)器系統(tǒng)，暖風(fēng)器出口一二次風(fēng)風(fēng)溫為35℃左右，一二次暖風(fēng)器供汽調(diào)門處于手動(dòng)方式。由于疏水水質(zhì)不合格，故將疏水排至鍋爐啟動(dòng)疏水?dāng)U容器內(nèi)。鍋爐點(diǎn)火后沒多長時(shí)間，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫測點(diǎn)出現(xiàn)黃閃。就地檢測A二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽支管外壁溫度為70-80℃，疏水支管溫度為0-2℃，暖風(fēng)器出口風(fēng)溫已降至0℃以下，A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器凍結(jié)。B側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫降至4℃，出口疏水溫度為8℃左右，B側(cè)也即將凍結(jié)。AB側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)氣管和疏水管都產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。手動(dòng)逐漸將二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽調(diào)門開度至100%，二次風(fēng)溫及疏水溫度無變化。

三、暖風(fēng)器凍結(jié)原因分析

經(jīng)就地檢查后發(fā)現(xiàn)二次風(fēng)暖風(fēng)器汽源調(diào)門連桿斷開，DCS上顯示開度100%，就地只有少許開度。

暖風(fēng)器翅片管束平面與水平面有3°傾角，可確保疏水向疏水管路側(cè)流動(dòng)，即時(shí)將暖風(fēng)器內(nèi)的疏水導(dǎo)出，避免暖風(fēng)器凍結(jié)。但二次風(fēng)汽源調(diào)門連桿斷開，調(diào)門開度過小，致使進(jìn)汽量大幅減少，汽壓不足于將疏水壓至高6米的啟動(dòng)擴(kuò)容器內(nèi)。一二次風(fēng)暖風(fēng)器疏水匯至一根疏水母管，且疏水溫度存在較大差異，導(dǎo)致疏水母管產(chǎn)生大幅振動(dòng)。

同時(shí)，各管道至地溝疏水手動(dòng)門全都關(guān)閉，疏水母管內(nèi)的疏水慢慢積攢。開始向暖風(fēng)器內(nèi)倒灌，并倒入二次風(fēng)暖風(fēng)器汽源母管內(nèi)，而汽源母管至有壓放水，是經(jīng)過放置在0米的電動(dòng)門后，再進(jìn)入啟動(dòng)擴(kuò)容器，其管道細(xì)且落差大，疏水也無法及時(shí)排出，致使進(jìn)汽管道振動(dòng)。

四、采取的解決措施

1.立即打開二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽母管疏水排地溝手動(dòng)門和疏水器前排地溝手動(dòng)門，見有疏水連續(xù)排出。關(guān)小A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽手動(dòng)門，開大B側(cè)進(jìn)汽手動(dòng)門，將有限進(jìn)汽較大程度導(dǎo)入凍結(jié)情況較輕的B側(cè)暖風(fēng)器內(nèi)，防止B側(cè)進(jìn)一步惡化。DCS顯示B側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫緩慢上漲，同溫度檢測器測量該暖風(fēng)器疏水各支管壁溫，也逐漸回升。

2.迅速安排檢修處理二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽調(diào)門。處理結(jié)束后，根據(jù)B側(cè)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫來調(diào)節(jié)調(diào)門開度，B側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫及疏水溫度恢復(fù)正常，A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器溫度無明顯變化。進(jìn)一步關(guān)小A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽支管手動(dòng)門，防止進(jìn)汽量過大，增加疏水量。

3.投入送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)自動(dòng)。

4.退AB側(cè)送風(fēng)機(jī)的“送風(fēng)機(jī)停，聯(lián)停同側(cè)引風(fēng)機(jī)”邏輯；退主保護(hù)“總風(fēng)量低，MFT”；強(qiáng)制關(guān)送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)門。

5.將A側(cè)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)接觸自動(dòng)，手動(dòng)緩慢關(guān)小動(dòng)葉開度，觀察B側(cè)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)開大，維持總風(fēng)量穩(wěn)定。此過程中，應(yīng)注意觀察B側(cè)暖風(fēng)器出口風(fēng)溫變化，并即時(shí)調(diào)節(jié)二次暖風(fēng)器進(jìn)汽調(diào)門開度，防止B側(cè)暖風(fēng)器進(jìn)汽量過少，造成B側(cè)暖風(fēng)器凍結(jié)。

6.將A側(cè)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度關(guān)至0，關(guān)閉出口擋板，停運(yùn)A側(cè)送風(fēng)機(jī)。對A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)行冷風(fēng)隔離。

7.利用爐膛熱量和空預(yù)器吸收煙溫的熱量緩慢倒流入A側(cè)送風(fēng)機(jī)風(fēng)道內(nèi)，對暖風(fēng)器進(jìn)行加熱，融化翅片管束內(nèi)已凍結(jié)的疏水。

8.就地用點(diǎn)溫槍測得A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器上下風(fēng)道壁溫、暖風(fēng)器進(jìn)氣管溫度和暖風(fēng)器疏水各支管壁溫都有明顯上升。安排人員去A側(cè)送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道，檢查風(fēng)道是否存在漏水情況。若存在漏水情況，則按暖風(fēng)器泄露處理。

9.對暖風(fēng)器進(jìn)行加熱過程中，要注意觀察A側(cè)空預(yù)器的出口煙溫。若出口煙溫過高，可就地微開送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)門，對A側(cè)二次風(fēng)管道送入少量冷風(fēng)，用于控制空預(yù)器出口煙溫，防止空預(yù)器出口溫度過高。因?yàn)樵搹S配置電袋除塵器的袋式除塵器保護(hù)停運(yùn)條件有一條為：布袋除塵器入口溫度>170℃（無論何時(shí)）[3]。

10.A側(cè)空預(yù)器出口煙溫下降后，可再關(guān)閉送風(fēng)機(jī)出口聯(lián)絡(luò)門，以便熱氣能繼續(xù)加熱暖風(fēng)器，加快暖風(fēng)器融化速度。

11.同時(shí)還可以安排人員使用噴油燈對A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)氣管和疏水支管進(jìn)行加熱，進(jìn)一步加快暖風(fēng)器融化速度。

12.處理過程中可觀察A側(cè)暖風(fēng)器各排地溝疏水手動(dòng)門處的疏水流量，疏水流量減少且有蒸汽露出時(shí)，可開大A側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽支管手動(dòng)門，關(guān)小排地溝疏水手動(dòng)門。

13.待暖風(fēng)器疏水支管壁溫上升至90℃左右時(shí)，即可恢復(fù)A側(cè)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并投入退出的邏輯保護(hù)，調(diào)平AB側(cè)二次風(fēng)暖風(fēng)器進(jìn)汽支管手動(dòng)門開度，確保兩側(cè)進(jìn)汽量和疏水溫度相近。

14.關(guān)閉各管道至地溝放水手動(dòng)門，建立封閉系統(tǒng)，依靠蒸汽壓力將疏水排入啟動(dòng)擴(kuò)容器內(nèi)。

五、針對該廠暖風(fēng)器系統(tǒng)給出建議

1.暖風(fēng)器投運(yùn)初期，暖風(fēng)器進(jìn)汽量少，不足于將疏水壓至高處的啟動(dòng)擴(kuò)容器時(shí)，可將疏水器前至地溝疏水手動(dòng)門打開，將進(jìn)汽母管至地溝疏水手動(dòng)門打開，及時(shí)將疏水排出，防止暖風(fēng)器管道凍結(jié)和管道振動(dòng)。

2.在合理位置增加暖風(fēng)器疏水集箱。由于一二次風(fēng)暖風(fēng)器設(shè)計(jì)參數(shù)不同及運(yùn)行工況經(jīng)常變化，那么一次風(fēng)暖風(fēng)器和二次風(fēng)暖風(fēng)器疏水溫度將存在較大差異。而將一二次風(fēng)暖風(fēng)器疏水直接匯至一根疏水母管，必將導(dǎo)致疏水母管的經(jīng)常性振動(dòng)?？蓪⒁淮物L(fēng)暖風(fēng)器疏水與二次風(fēng)暖風(fēng)器疏水，各用一個(gè)疏水管路，共同引至暖風(fēng)器疏水集箱混合后，在依靠蒸汽差壓進(jìn)入凝汽器。

3.暖風(fēng)器系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)不合理。暖風(fēng)器熱交換面比疏水母管高3米，疏水至啟動(dòng)擴(kuò)容器的入口比疏水母管高6米。若出現(xiàn)進(jìn)汽量不足的情況，將致使疏水無法排至啟動(dòng)擴(kuò)容器內(nèi)，反而會進(jìn)入暖風(fēng)器翅片管束，倒灌入進(jìn)汽母管。這也是此次暖風(fēng)器凍結(jié)的主要原因。

建議設(shè)計(jì)安裝時(shí)合理布置管道走向，盡量設(shè)計(jì)成從高往低走的趨勢。若啟動(dòng)擴(kuò)容器入口高出疏水母管過多，即可設(shè)計(jì)地坑，可考慮將啟動(dòng)擴(kuò)容器、啟動(dòng)擴(kuò)容器集水箱及啟動(dòng)疏水泵安裝至地坑內(nèi)，使啟動(dòng)擴(kuò)容器高度降低。

參考文獻(xiàn)

[1]濟(jì)南海源電力設(shè)備有限公司JNNFX 旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器安裝使用說明書

[2]周軍艦.國華滄電一、二期鍋爐不同暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性比較[J].科技信息，2012（31）：427

[3]浙江菲達(dá)環(huán)境工程有限公司電袋除塵器使用維護(hù)說明書