電廠一次風(fēng)機(jī)失速原因分析及處理措施研究

鄭 彥

（神華（福州）羅源灣港電有限公司，福建福州 350000）

0 引言

隨著電力系統(tǒng)的商業(yè)化程度不斷提升，節(jié)能降耗、機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行成為電廠市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。電廠的一次風(fēng)機(jī)是電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)的重要設(shè)備，通過(guò)一次風(fēng)機(jī)將環(huán)境中的空氣一部分送到空預(yù)器加熱后的熱一次風(fēng)，與另一部分冷一次風(fēng)混合，用于干燥及輸送煤粉。一次風(fēng)壓由總?cè)剂狭繘Q定，直接關(guān)系到機(jī)組發(fā)電量的調(diào)節(jié)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)的失速異常，將對(duì)于機(jī)組的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性就會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此需要對(duì)一次風(fēng)機(jī)的故障進(jìn)行分析，并對(duì)故障的處理措施進(jìn)行說(shuō)明，以期更好地預(yù)防和應(yīng)對(duì)此類故障的出現(xiàn)。下面主要結(jié)合某電廠出現(xiàn)的一次風(fēng)機(jī)失速的具體經(jīng)過(guò)情況，對(duì)一次風(fēng)機(jī)失速的處理和預(yù)防措施進(jìn)行分析和說(shuō)明。

1 電廠一次風(fēng)機(jī)失速經(jīng)過(guò)分析

故障一次風(fēng)機(jī)設(shè)備的型號(hào)為ANT-2063/1250N。其中一次風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉可進(jìn)行調(diào)整，TB 點(diǎn)的工況風(fēng)量為727.9 t/h，THA 點(diǎn)的工況風(fēng)量為560 t/h，TB 點(diǎn)的工況風(fēng)機(jī)全壓為16 647.9 Pa，THA 點(diǎn)的工況風(fēng)機(jī)全壓為11 630.1 Pa。故障出現(xiàn)的時(shí)間為2018 年3 月。下面為具體的故障經(jīng)過(guò)。

（1）機(jī)組出現(xiàn)故障前的運(yùn)行工況。4#機(jī)組有4 臺(tái)磨煤機(jī)，編號(hào)分別為A、B、C、D，其中有功功率為1016 MW，總風(fēng)量為3286.85 t/h，實(shí)際的總煤量為387.85 t/h，爐膛負(fù)壓為-62.22 Pa，主蒸汽的壓力和溫度分別為25.97 MPa、600.71 ℃。一次風(fēng)機(jī)A 的電流為179.19 A，開度為60.59%，出風(fēng)總量為492.24 t/h；一次風(fēng)機(jī)B 的電流為184.12 A，開度為61%，出風(fēng)總量為508.61 t/h。

（2）事故發(fā)生經(jīng)過(guò)。3 月15 日7：48，機(jī)組運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)4#爐熱一次風(fēng)母管壓力出現(xiàn)波動(dòng)大的情況，進(jìn)而造成蒸汽的溫度和壓力不穩(wěn)。運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)異常，并進(jìn)行了故障上報(bào)。3 月16 日9：20，熱控機(jī)組工作人員對(duì)4#爐母管進(jìn)行了吹掃，并對(duì)管路進(jìn)行了檢查。9：49，熱控負(fù)責(zé)人將4#爐1#一次風(fēng)母管壓力強(qiáng)制到9.26 kPa，一次風(fēng)母管壓力2 強(qiáng)制到9.31 kPa，一次風(fēng)母管壓力3 強(qiáng)制到9.33 kPa。該強(qiáng)制工作在中控DCS 人員配合下完成。在完成上述指令后，4A 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令開度為62.43%，4B 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉指令開度為62.43%。由于兩風(fēng)機(jī)的開度均存在正偏差，因此動(dòng)風(fēng)葉指令逐漸增加。與此同時(shí)，熱控人員對(duì)1#、2#、3#一次風(fēng)母管壓力的變送器儀表進(jìn)行了吹掃。10：22 完成吹掃，壓力變送器投入使用。

10：23，4#風(fēng)機(jī)的負(fù)荷量為1015 MW，監(jiān)控界面發(fā)現(xiàn)4B 一次風(fēng)機(jī)的電流由230 A 降低至165 A，出口風(fēng)量由525 t/h 降低至0 t/h，壓力從13.8 kPa 降低至8.2 kPa；4A 一次風(fēng)機(jī)的電流由231 A 提高至243 A，出口風(fēng)量由530 t/h 降低至777 t/h。由此可以判斷4B 一次風(fēng)機(jī)無(wú)出力。運(yùn)行人員立即進(jìn)行了降低負(fù)荷處理，將4A、4B 一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)解除，退出4#機(jī)組的DCS，手動(dòng)調(diào)整4A 和4B 一次風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度，并通知了熱控和設(shè)備人員檢查風(fēng)機(jī)的實(shí)際情況。

4#機(jī)組運(yùn)行操作人員得到指令后，將4#爐的燃料主控切斷，手動(dòng)關(guān)閉磨煤機(jī)，進(jìn)行降低負(fù)荷處理，目標(biāo)值為500 MW。在4#機(jī)組負(fù)荷降低至800 MW 時(shí)，4B 一次風(fēng)機(jī)出力突然增加，而4A 一次風(fēng)機(jī)的出風(fēng)量降為0，判斷出現(xiàn)4B 一次風(fēng)機(jī)搶風(fēng)異常，及時(shí)對(duì)兩風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉進(jìn)行調(diào)整，維持風(fēng)機(jī)的出風(fēng)壓力在8.5 kPa。在機(jī)組負(fù)荷降低的調(diào)控中，主蒸汽的溫度降低為556 ℃，再熱蒸汽溫度為560 ℃，及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，蒸汽溫度維持穩(wěn)定至正常值。在機(jī)組負(fù)荷完成目標(biāo)負(fù)荷，降低至485 MW 時(shí)，4A 機(jī)組退出運(yùn)行，4B 一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，壓力維持在8.5 kPa，制粉系統(tǒng)運(yùn)行正常。之后，熱控人員對(duì)1#、2#、3#一次風(fēng)母管壓力進(jìn)行了強(qiáng)制點(diǎn)恢復(fù)，風(fēng)機(jī)此時(shí)處于手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)，不影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。完成上述操作后，將4A 風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重新并入，并維持出風(fēng)壓力為9 kPa 左右，觀察制粉系統(tǒng)運(yùn)行正常。11：10 左右，4A 和4B 一次風(fēng)出口風(fēng)量恢復(fù)正常，分別為419 t/h 和430 t/h，此時(shí)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷為502 MW，風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng)投入使用，DCS 投入使用。

2 電廠一次風(fēng)機(jī)失速原因分析

熱控負(fù)責(zé)人將4#爐1#一次風(fēng)母管壓力強(qiáng)制到9.26 kPa，2#一次風(fēng)母管壓力強(qiáng)制到9.31 kPa，3#一次風(fēng)母管壓力強(qiáng)制到9.33 kPa。該邏輯的設(shè)置3 個(gè)測(cè)點(diǎn)值為3 取中方式，因此4#爐一次風(fēng)母管壓力設(shè)定值為9.31 kPa，而一次風(fēng)機(jī)的設(shè)定值為9.35 kPa，兩者存在0.04 kPa 的偏差。經(jīng)過(guò)DCS 計(jì)算后，生產(chǎn)0.2 kPa 的SP 值偏差。由于風(fēng)機(jī)的調(diào)控處于自動(dòng)調(diào)整狀態(tài)，由于偏差一直存在，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度一直處于持續(xù)輸出的狀態(tài)。10：22，兩風(fēng)機(jī)的開度增亮達(dá)到14.5%，達(dá)到76.83%。根據(jù)一次風(fēng)機(jī)廠家的有關(guān)資料，此時(shí)的4A 風(fēng)機(jī)已經(jīng)超出THA 點(diǎn)和TB點(diǎn)工況，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)開度達(dá)到76%以上時(shí)，即進(jìn)入風(fēng)機(jī)的失速區(qū)，此次4B 一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的失速，是導(dǎo)致4#機(jī)組一次風(fēng)機(jī)失速搶風(fēng)的直接原因。

熱控人員考慮到將4#爐1#、2#、3#一次風(fēng)母管壓力分別強(qiáng)制點(diǎn)進(jìn)行控制，但未考慮到強(qiáng)制后對(duì)于一次調(diào)風(fēng)系統(tǒng)可能造成的影響，存在工作前的辨識(shí)不到位的情況。當(dāng)班班長(zhǎng)未能選擇合適的消缺時(shí)機(jī)進(jìn)行調(diào)整，工作安排不合理。在保電期間，相關(guān)的管理人員對(duì)于本次消缺工作不重視，未能按照風(fēng)險(xiǎn)管控措施進(jìn)行控制，也未對(duì)相關(guān)人員提出有效的提醒。

3 避免一次風(fēng)機(jī)失速的措施

（1）對(duì)1#、2#、3#一次風(fēng)母管壓力過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)制的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并在相關(guān)操作上舉一反三，同類型涉及到保護(hù)聯(lián)鎖退出的工作票辦理和監(jiān)督方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施制定，嚴(yán)格管控工作票的簽字和監(jiān)督工作。保證簽字必把關(guān)。

（2）對(duì)于重點(diǎn)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)投退工作制定管控措施，工作前組織風(fēng)險(xiǎn)交底會(huì)議。

（3）對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，重新學(xué)習(xí)。工作負(fù)責(zé)人和工作簽發(fā)人相關(guān)的職責(zé)，完善風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施，對(duì)于存在保護(hù)投退工作的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控票作為重點(diǎn)工作進(jìn)行管理。

（4）加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，特別為DCS 自動(dòng)、保護(hù)聯(lián)鎖方面的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，每周至少完成1 個(gè)設(shè)備或者控制回路組態(tài)邏輯的學(xué)習(xí)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的評(píng)估，并直接將實(shí)際的運(yùn)行情況與績(jī)效聯(lián)系。

（5）熱控專業(yè)所涉及的保護(hù)、邏輯的作業(yè)，均需要認(rèn)真學(xué)習(xí)邏輯控制圖和說(shuō)明書，做到按圖紙作業(yè)，規(guī)范工作習(xí)慣。

（6）運(yùn)行人員重點(diǎn)關(guān)注已經(jīng)批準(zhǔn)的工作票和消除內(nèi)容中涉及到測(cè)點(diǎn)參數(shù)異常的盤前監(jiān)視工作，并且與檢修人員保持信息的暢通。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合某電廠實(shí)際出現(xiàn)的一次風(fēng)機(jī)失速異常的情況，對(duì)事故發(fā)生的具體階段和關(guān)鍵點(diǎn)以及直接原因和間接原因進(jìn)行了分析說(shuō)明，結(jié)合事故預(yù)防和控制的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)措施制定，通過(guò)不斷的改進(jìn)，機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性將會(huì)得到很大提升。另外，規(guī)范工作人員的工作態(tài)度和工作行為、方法，也可以進(jìn)行操作的制度化管理，減小事故發(fā)生的概率。