一起引風(fēng)機(jī)失速異常原因探討與控制措施

蔡篤強(qiáng) 陳俄云

【摘 ?要】大功率軸流風(fēng)機(jī)以其效率高、能耗低的特點(diǎn)在大容量火電機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用。引風(fēng)機(jī)大多采用可調(diào)靜葉軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)的失速和喘振是機(jī)組運(yùn)行中常見的故障，嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在對(duì)低溫省煤器進(jìn)行改造、增加低再熱面、在脫硝系統(tǒng)中增加一層催化劑后，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行旁路時(shí)，第三級(jí)機(jī)組經(jīng)常發(fā)生風(fēng)浪和失速事件。本文著重分析了產(chǎn)生失速的原因及對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】引風(fēng)機(jī);失速異常;原因;控制措施

1設(shè)備概況介紹

某電廠共有兩臺(tái)4×350MW超臨界機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)型號(hào)HU25246-222G，為成都電力機(jī)械廠的動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率3900kW，額定電流447A，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)BMCR工況全壓11.5kPa。

2引風(fēng)機(jī)失速機(jī)理

當(dāng)風(fēng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，迎角很小（氣流方向與葉弦的夾角為迎角），通過(guò)繞過(guò)翼型葉片，氣流保持流線狀態(tài)。當(dāng)氣流與葉片入口的正入射角大于臨界值時(shí)，葉片背面的流動(dòng)狀況開始惡化，邊界層被破壞，葉片后端出現(xiàn)渦流區(qū)，即“失速”現(xiàn)象。攻角大于臨界值越大，失速現(xiàn)象越嚴(yán)重，流體流動(dòng)阻力越大，葉片通道阻塞，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓也急劇下降。

3失速原因分析

3.1#3機(jī)組長(zhǎng)周期運(yùn)行400天，煙道阻力明顯增加，通常在290MW時(shí)引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉已經(jīng)全開，從風(fēng)機(jī)性能曲線可以明顯看出風(fēng)機(jī)已處于不穩(wěn)定區(qū)域的邊緣處，運(yùn)行工況稍有擾動(dòng)風(fēng)機(jī)就會(huì)進(jìn)入失速區(qū)。

3.2空預(yù)器漏風(fēng)較設(shè)計(jì)值明顯增大，通過(guò)電科院技術(shù)人員測(cè)試A/B空預(yù)器漏風(fēng)率達(dá)15%/10%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值。大量空氣通過(guò)空預(yù)器漏入煙氣側(cè)，煙氣容積流量增大，漏風(fēng)點(diǎn)后煙道阻力相應(yīng)增大，引風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)進(jìn)一步沿阻力特性曲線向右上方移動(dòng)，靠近理論失速線，風(fēng)機(jī)安全裕量進(jìn)一步降低。

3.3引增合一后，引風(fēng)機(jī)出口脫硫煙道阻力因煤質(zhì)硫分增加而增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃煤硫分較去年同期增加約0.5%，同工況下引風(fēng)機(jī)出口壓力增加約2kPa;燃煤熱值低于同期約120kcal，而入爐煤的熱值降低、煤量增加又直接使得鍋爐煙氣的實(shí)際容積流量高于額定工況下的設(shè)計(jì)值流量，煙氣流量的增加必然導(dǎo)致煙氣系統(tǒng)阻力增大，引風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)沿阻力特性曲線向右上方移動(dòng)，風(fēng)機(jī)安全裕量大大降低。

3.4脫硝系統(tǒng)噴氨量存在分布不均、過(guò)噴現(xiàn)象，導(dǎo)致空預(yù)器冷端換熱元件硫酸氫氨板結(jié)，空預(yù)器差壓高負(fù)荷時(shí)高達(dá)3.5kPa，遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行差壓高報(bào)警值1.5kPa，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口靜壓差大大增加，引風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)沿阻力特性曲線向右上方移動(dòng)，風(fēng)機(jī)發(fā)生失速的風(fēng)險(xiǎn)明顯增大。

3.5因未按規(guī)定沖洗，脫硫吸收塔除霧器差壓較設(shè)計(jì)值明顯增大，最高達(dá)2000Pa。通過(guò)調(diào)取以前除霧器正常運(yùn)行狀況時(shí)參數(shù)得知，原來(lái)除塵器差壓在高負(fù)荷時(shí)只有280Pa。除塵器差壓較原來(lái)增加1700Pa，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出口阻力大大增加，引風(fēng)機(jī)靜壓差也隨之顯著增加，高負(fù)荷工況，引風(fēng)機(jī)的靜壓差會(huì)超過(guò)風(fēng)機(jī)廠規(guī)定的設(shè)計(jì)值，風(fēng)機(jī)會(huì)進(jìn)入失速區(qū)。

3.6操作人員技術(shù)水平不足，專業(yè)培訓(xùn)不足。對(duì)于引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，應(yīng)監(jiān)測(cè)哪些參數(shù)，如何在沒(méi)有重點(diǎn)培訓(xùn)的情況下判斷引風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定區(qū)域，當(dāng)引風(fēng)機(jī)處于失速狀態(tài)時(shí)，操作人員不能正確判斷并及時(shí)采取措施，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)失速。

4處理原則和預(yù)防措施

4.1機(jī)組在高負(fù)荷時(shí)，引風(fēng)機(jī)失速特別大，處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)超壓和鍋爐滅火。處理原則：一是快速降低機(jī)組負(fù)荷，手動(dòng)停兩一臺(tái)磨煤機(jī)，減少送風(fēng)量，控制爐膛負(fù)壓。其次，及時(shí)自動(dòng)切除失速引風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉，使失速引風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉迅速閉合到60%左右，使失速風(fēng)機(jī)與失速區(qū)分離，避免風(fēng)機(jī)長(zhǎng)失速、共振和損壞。

4.1入爐煤質(zhì)量與設(shè)計(jì)煤質(zhì)量偏差控制在允許的合理范圍內(nèi)，特別是發(fā)熱量、硫含量、灰份。每天定期對(duì)爐內(nèi)煤質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整給煤方式。同時(shí)，要保證入廠煤的煤質(zhì)穩(wěn)定，細(xì)化操作人員，保證機(jī)組高負(fù)荷鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證煙氣量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，避免誘發(fā)DR的運(yùn)行。惡劣條件下的后風(fēng)扇。

4.3在DCS畫面增加風(fēng)機(jī)出入口靜壓差報(bào)警，當(dāng)風(fēng)機(jī)靜壓差達(dá)到11.5kPa時(shí)報(bào)警，提示運(yùn)行人員風(fēng)機(jī)已接近失速區(qū)，應(yīng)停止增加負(fù)荷。同時(shí)增加兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電流偏差大于30A報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整偏差，保證兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出力平衡。增加風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度大于90%及風(fēng)機(jī)電流大于340A報(bào)警，避免風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷。

4.4定期設(shè)置風(fēng)機(jī)失速報(bào)警開關(guān)，通過(guò)檢修機(jī)會(huì)檢查風(fēng)機(jī)失速探頭的安裝位置，確保達(dá)到報(bào)警值時(shí)必須觸發(fā)報(bào)警。風(fēng)機(jī)失速主要是由局部失速引起的，但當(dāng)局部失速發(fā)生時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、壓力、電流變化不大，難以從參數(shù)判斷。因此，風(fēng)扇失速探頭的靈敏度是決定能否提前檢測(cè)到失速的關(guān)鍵因素。發(fā)生失速事故時(shí)，失速報(bào)警未動(dòng)作，失去提醒操作人員調(diào)整的功能。因此，必須不斷進(jìn)行試驗(yàn)，科學(xué)調(diào)整失速開關(guān)的整定值，定期仔細(xì)檢查失速部件，保證失速裝置的準(zhǔn)確可靠運(yùn)行。

4.5加強(qiáng)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率的控制。在正常運(yùn)行中，應(yīng)定期測(cè)量空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率，認(rèn)真分析漏風(fēng)率高的原因?？諝忸A(yù)熱器的密封部件應(yīng)通過(guò)停機(jī)檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行檢查，更換損壞的密封件，調(diào)整密封間隙，保證空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。

4.6加強(qiáng)對(duì)煙氣負(fù)壓系統(tǒng)漏風(fēng)的控制，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)封堵，盡量減少煙氣量。

4.7嚴(yán)格控制反硝化系統(tǒng)的進(jìn)氨量，調(diào)整燃燒盡量減少氮氧化物的生成，合理優(yōu)化進(jìn)氨方案，保證各噴嘴進(jìn)氨量均勻分布，加強(qiáng)氨逃逸率監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整。

4.8密切監(jiān)測(cè)空氣預(yù)熱器壓差變化趨勢(shì)，及時(shí)分析壓差升高的原因，采取措施。通過(guò)增加吹灰次數(shù)、提高空氣預(yù)熱器冷端溫度、控制注氨量，可以降低空氣預(yù)熱器的壓差。如果采取上述措施后壓差沒(méi)有下降，應(yīng)果斷進(jìn)行空氣預(yù)熱器在線清洗，可以有效降低空氣預(yù)熱器壓差。同時(shí)，應(yīng)利用檢修機(jī)會(huì)徹底清除空氣預(yù)熱器內(nèi)熱元件的積聚。

4.9嚴(yán)格執(zhí)行吸收塔、除塵器沖洗規(guī)程，不僅要保證沖洗頻率，還要保證沖洗壓力。在DCS畫面上增加除塵器壓差和吸收塔高I/II壓力報(bào)警值，方便操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

4.10通過(guò)模擬機(jī)和事故演練，加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)水平培訓(xùn)，有效避免了風(fēng)機(jī)失速事故的發(fā)生，使操作人員能夠冷靜地處理失速事故。

5結(jié)論

隨著負(fù)荷的增加，兩級(jí)可調(diào)葉片軸流引風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)逐漸接近理論失速線，風(fēng)機(jī)安全裕度逐漸減小。負(fù)載越高，風(fēng)扇失速的可能性就越大。正常運(yùn)行時(shí)，入爐煤發(fā)熱量與設(shè)計(jì)煤發(fā)熱量的偏差應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，并不得嚴(yán)重低于設(shè)計(jì)煤發(fā)熱量。否則，在高負(fù)荷條件下，煤量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，煙氣量將大大增加。同時(shí)，要加強(qiáng)空氣預(yù)熱器和煙氣漏風(fēng)的控制，避免大量空氣漏入煙氣，導(dǎo)致煙氣量和煙氣阻力異常增大，嚴(yán)重威脅風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行?？傊?，必須不斷實(shí)施設(shè)備管理和優(yōu)化調(diào)整，確保風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定區(qū)域工作，避免風(fēng)機(jī)失速。大功率軸流風(fēng)機(jī)以其效率高、能耗低等特點(diǎn)被越來(lái)越多的大容量火電機(jī)組所廣泛應(yīng)用。引風(fēng)機(jī)大多采用可調(diào)靜葉軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)的失速和喘振是機(jī)組運(yùn)行中常見的故障，嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在對(duì)低溫省煤器進(jìn)行改造、增加低再受熱面、在脫硝系統(tǒng)中增加一層催化劑后，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行旁路時(shí)，第三級(jí)機(jī)組經(jīng)常發(fā)生風(fēng)浪和失速事件。本文主要探討了失速的原因及對(duì)策。

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（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）