二起引風(fēng)機(jī)失速異常原因探討與控制措施

引言

目前環(huán)保要求越來越嚴(yán)格,許多火電機(jī)組都必須進(jìn)行超低排放改造才能達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是超低排放改造如果考慮不周就會(huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出口至煙囪之間的系統(tǒng)阻力增加,如果增加的阻力較大,將給引風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行帶來很大威脅。同時(shí),空預(yù)器密封性能下降、空預(yù)器堵塞、煤質(zhì)較差、脫硫系統(tǒng)差壓增大等都會(huì)造成引風(fēng)機(jī)工況的惡化,如果引風(fēng)機(jī)運(yùn)行在性能不穩(wěn)定區(qū)域,運(yùn)行人員未及時(shí)發(fā)現(xiàn),將會(huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)失速事故的發(fā)生。

1設(shè)備概況介紹

某電廠共有兩臺(tái)2×660Mw超臨界機(jī)組,每臺(tái)機(jī)組配兩臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī),引風(fēng)機(jī)型號(hào)YA17048-8Z,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5800kw,額定電流400A,風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)BMCR工況全壓9.1kPa。

2事故經(jīng)過

2018-04-01T19:10,#2機(jī)組投ACE模式,負(fù)荷560Mw,煤量317t/h,給水流量1660t/h,六臺(tái)磨煤機(jī),A/B側(cè)引、送、一次風(fēng)機(jī)投自動(dòng)運(yùn)行,爐膛負(fù)壓-90Pa,A/B引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度95%/96%,A/B引風(fēng)機(jī)電流230A/237A,A引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口靜壓差9.6kPa,A空預(yù)器差壓2.15kPa,脫硫吸收塔除霧器差壓2kPa。19:13:53,A引風(fēng)機(jī)電流突然降至113A,同時(shí),B引風(fēng)機(jī)電流突增至370A,引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全開至100%,爐膛負(fù)壓突增至＋1700Pa。19:14:08,運(yùn)行人員降低機(jī)組負(fù)荷,投運(yùn)A磨煤機(jī)等離子穩(wěn)燃。19:15:15,解除鍋爐主控自動(dòng),解除引、送風(fēng)機(jī)自動(dòng),手動(dòng)關(guān)小送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉,爐膛負(fù)壓降至＋490Pa。19:17:31,手動(dòng)停運(yùn)C磨煤機(jī):19:17:41,手動(dòng)停運(yùn)F磨煤機(jī):19:20:19,手動(dòng)關(guān)閉A引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉至35%,調(diào)整爐膛負(fù)壓至-110Pa。19:30,重新并列引風(fēng)機(jī)成功,陸續(xù)投入機(jī)組協(xié)調(diào)方式。

3失速原因分析

(1）#2機(jī)組長周期運(yùn)行400天,煙道阻力明顯增加,通常在550Mw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)。

(2）空預(yù)器漏風(fēng)較設(shè)計(jì)值明顯增大,通過電科院技術(shù)人員測試A/B空預(yù)器漏風(fēng)率達(dá)15%/10%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值。大量空氣通過空預(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）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120kca1,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。

(4）脫硝系統(tǒng)噴氨量存在分布不均、過噴現(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)3kPa,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。

(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。通過調(diào)取以前除霧器正常運(yùn)行狀況時(shí)參數(shù)得知,原來除霧器差壓在高負(fù)荷時(shí)只有280Pa。除霧器差壓較原來增加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)。

(6）運(yùn)行人員技術(shù)水平欠缺,專業(yè)培訓(xùn)存在不足。對于在引風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)重點(diǎn)監(jiān)視哪些參數(shù),如何判斷引風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定區(qū)未進(jìn)行重點(diǎn)培訓(xùn),當(dāng)引風(fēng)機(jī)已經(jīng)處于接近失速狀態(tài)時(shí),運(yùn)行人員不能正確判斷,不能及時(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

(1）機(jī)組帶高負(fù)荷時(shí),引風(fēng)機(jī)失速尤其大,處理不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致爐膛超壓,鍋爐滅火。處理原則!:首先速降低機(jī)組負(fù)荷,快動(dòng)緊停兩臺(tái)磨煤機(jī),減小送風(fēng)量,控制爐膛負(fù)壓。其次及時(shí)解除失速引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉自動(dòng),快速將失速引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉關(guān)至35%左右,使失速風(fēng)機(jī)脫離失速區(qū),避免風(fēng)機(jī)長時(shí)間失速,發(fā)生共振,損壞風(fēng)機(jī)。

(2）控制入爐煤煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤種的偏差在允許的合理范圍內(nèi),尤其是熱值、硫分、灰分等指標(biāo)。每天定期化驗(yàn)入爐煤煤質(zhì),發(fā)現(xiàn)偏差大要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整上煤方式。同時(shí)要保證入廠煤煤質(zhì)穩(wěn)定,運(yùn)行人員上煤要做到精細(xì)化,確保機(jī)組高負(fù)荷時(shí)鍋爐各系統(tǒng)運(yùn)行正常,煙氣容積量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi),避免引風(fēng)機(jī)在惡劣工況下運(yùn)行。

(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9kPa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10A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)過負(fù)荷。

(4）對風(fēng)機(jī)失速報(bào)警開關(guān)設(shè)定值進(jìn)行定期整定,同時(shí)利用檢修機(jī)會(huì)檢查風(fēng)機(jī)失速探頭的安裝位置是否合理,保證到達(dá)報(bào)警值時(shí)必須觸發(fā)報(bào)警。風(fēng)機(jī)失速大部分是從局部失速引發(fā)的,但局部失速時(shí),風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、電流沒有明顯變化,從參數(shù)上不易判斷,所以風(fēng)機(jī)失速探頭的靈敏度是決定能否提前發(fā)現(xiàn)失速的關(guān)鍵因素。此次引風(fēng)機(jī)失速事故發(fā)生時(shí)失速報(bào)警未動(dòng)作,失去了提醒運(yùn)行人員進(jìn)行調(diào)整的作用。因此需要不斷進(jìn)行試驗(yàn),科學(xué)整定失速開關(guān)設(shè)定值,定期認(rèn)真檢查失速元件,確保失速裝置準(zhǔn)確可靠動(dòng)作。

(5）加強(qiáng)對空預(yù)器漏風(fēng)率的治理。正常運(yùn)行中要定期測量空預(yù)器漏風(fēng)率,發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)率偏高要認(rèn)真分析原因,利用停機(jī)檢修機(jī)會(huì)對空預(yù)器的密封部件進(jìn)行檢查,更換損壞的密封元件,調(diào)整密封間隙,確?？疹A(yù)器的漏風(fēng)率在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。

(6）加強(qiáng)對煙道等負(fù)壓系統(tǒng)漏風(fēng)的治理,發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)封堵處理,盡量減小煙氣容積量。

(7）嚴(yán)格控制脫硝系統(tǒng)的噴氨量,合理優(yōu)化噴氨方案,確保各噴嘴的噴氨量分布均勻,加強(qiáng)對氨氣逃逸率的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)調(diào)整。

(8）嚴(yán)密監(jiān)視空預(yù)器差壓的變化趨勢,發(fā)現(xiàn)差壓增大要及時(shí)分析原因,采取措施。可通過增加空預(yù)器吹灰的次數(shù),提高空預(yù)器冷端溫度,控制噴氨量等快段來降低空預(yù)器差壓。如果采取以上措施后差壓仍沒有減小趨勢,要果斷進(jìn)行空預(yù)器在線沖洗,通過在線沖洗能有效降低空預(yù)器差壓:同時(shí)利用檢修機(jī)會(huì)徹底清理空預(yù)器受熱元件內(nèi)板結(jié)的積存物。

(9）嚴(yán)格落實(shí)吸收塔除霧器的沖洗規(guī)定,不但要保證沖洗頻率,同時(shí)要保證沖洗壓力。在DCS畫面增加除霧器差壓、吸收塔壓力高I/高Ⅱ報(bào)警值,方便運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

(10）通過仿真機(jī)和事故演練等途徑,有針對性地加強(qiáng)運(yùn)行人員技術(shù)水平培訓(xùn),能有效避免風(fēng)機(jī)失速事故的發(fā)生,同時(shí)使運(yùn)行人員在發(fā)生失速事故時(shí)能沉著冷靜地進(jìn)行處理。

5結(jié)語

雙級動(dòng)葉可調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)隨著負(fù)荷的增大,工作點(diǎn)逐漸靠近理論失速線,風(fēng)機(jī)安全裕量逐漸減小,負(fù)荷越高風(fēng)機(jī)發(fā)生失速的可能性越大。正常運(yùn)行時(shí),要保證入爐煤發(fā)熱量與設(shè)計(jì)煤種的發(fā)熱量偏差在規(guī)定范圍內(nèi),不能嚴(yán)重低于設(shè)計(jì)煤種,否則高負(fù)荷工況時(shí)煤量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值,煙氣量會(huì)大大增加。同時(shí)要加強(qiáng)對空預(yù)器和煙道漏風(fēng)的治理,避免空氣大量漏入煙氣中,導(dǎo)致煙氣容積和煙道阻力不正常增大,嚴(yán)重威脅風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行?？傊?要不斷落實(shí)設(shè)備治理和優(yōu)化調(diào)整,保證風(fēng)機(jī)工作在穩(wěn)定區(qū)域,才能避免風(fēng)機(jī)發(fā)生失速。