鄭國寬，李翠翠

(中國神華勝利能源分公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

0 引言

大型火電站的送風(fēng)機、引風(fēng)機和一次風(fēng)機通常為軸流風(fēng)機，風(fēng)機運行狀況的好壞對電廠的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟效益有著重大影響。軸流風(fēng)機駝峰形性能曲線的特性決定了軸流風(fēng)機并不是在任何工況點都能穩(wěn)定地工作，風(fēng)機的工作點移至不穩(wěn)定工作區(qū)就可能發(fā)生失速。風(fēng)機失速時，風(fēng)量、風(fēng)壓大幅波動，引起爐膛負壓劇烈變化，易發(fā)生鍋爐滅火事故，失速風(fēng)機振動也明顯增高，若處理不及時，極易損壞設(shè)備并危及機組的安全運行。如何能使風(fēng)機達到最佳的穩(wěn)定運行狀態(tài)，同時使風(fēng)機損耗最小，需要在長期實踐過程中不斷總結(jié)。

1 軸流一次風(fēng)機失速分析

1.1 軸流一次風(fēng)機失速現(xiàn)象描述

某電廠#10機組鍋爐為超臨界直流鍋爐，燃燒方式為正壓直吹前、后墻對沖燃燒，一次風(fēng)機為上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機，風(fēng)機型號為PAF19－14－2。B一次風(fēng)機在1個月內(nèi)連續(xù)發(fā)生2次失速，失速時機組6臺磨煤機均在運行，機組負荷分別為635 MW和618 MW，自動發(fā)電量控制(AGC)負荷指令為660 MW，機組幾乎處于滿負荷狀態(tài)。B一次風(fēng)機2次失速均在機組升負荷增加煤量的情況下發(fā)生，風(fēng)機失速時的主要參數(shù)見表1。

B一次風(fēng)機失速時，其一次風(fēng)壓、一次風(fēng)流量、電動機電流大幅降低，噪聲明顯增加，同時還出現(xiàn)機殼、風(fēng)道、煙道振動的現(xiàn)象。在投入“自動”的情況下，并聯(lián)運行的A一次風(fēng)機電流急劇增大，分散控制系統(tǒng)(DCS)顯示A一次風(fēng)機的一次風(fēng)壓升高、一次風(fēng)流量增大。

表1 B一次風(fēng)機失速時主要參數(shù)對比

1.2 軸流一次風(fēng)機失速原因分析

對動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機的特點進行分析，結(jié)合該廠#10機組一次風(fēng)機運行的情況，總結(jié)了該廠B一次風(fēng)機失速的原因。

(1)磨煤機保護動作跳閘后聯(lián)動關(guān)閉所有風(fēng)門的熱控邏輯不合理，容易造成一次風(fēng)機失速。磨煤機保護動作跳閘后，邏輯是:不管何種情況，聯(lián)跳給煤機、給煤機出口擋板，聯(lián)關(guān)冷熱風(fēng)快關(guān)門、冷熱風(fēng)調(diào)節(jié)閥、混合風(fēng)快關(guān)閥和6個出口快關(guān)閥。這樣，磨煤機跳閘后，各個風(fēng)門突然關(guān)閉，如果一次風(fēng)機投自動運行，自動調(diào)整速度又跟不上，就會導(dǎo)致一次風(fēng)壓升高、一次風(fēng)阻力增大和一次風(fēng)流量減小，從而造成一次風(fēng)機失速。

(2)機組協(xié)調(diào)邏輯不合理，升負荷時跟蹤能力差。機組升負荷時汽輪機調(diào)節(jié)汽門變化率快，氣壓下降過快，給煤量增加速率太大，極易造成磨煤機堵塞，風(fēng)道阻力突然增大而引發(fā)一次風(fēng)機失速。

(3)磨煤機計算風(fēng)量與給煤量的關(guān)系無規(guī)律可循，計算風(fēng)、煤比變化很大，風(fēng)機失速時各磨煤機主要參數(shù)見表2。表2中數(shù)據(jù)說明，機組給煤量大，磨煤機入口風(fēng)量卻偏小，磨煤機出現(xiàn)局部堵煤現(xiàn)象，造成制粉系統(tǒng)阻力大，使風(fēng)機落入失速區(qū)。磨煤機的計算風(fēng)、煤比應(yīng)當(dāng)考慮各輸粉管道的阻力，噴燃器的位置不同，距離長的輸粉管道其阻力也大，計算風(fēng)、煤比相應(yīng)也較大。

表2 總煤量不同情況下磨煤機各參數(shù)對比

(4)司盤人員按習(xí)慣調(diào)整而導(dǎo)致的偏差以及一次風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，均會使B一次風(fēng)機動葉角度始終比A一次風(fēng)機的動葉角度要大。該機組#10鍋爐密封風(fēng)直接取自B一次風(fēng)機冷風(fēng)母管，由于密封風(fēng)系統(tǒng)的擴容，B一次風(fēng)機的系統(tǒng)阻力比A一次風(fēng)機小，但運行人員根據(jù)風(fēng)機電流加偏置調(diào)整，就會導(dǎo)致2臺風(fēng)機在電流相近的情況下，動葉開度出現(xiàn)較大偏差。當(dāng)一次風(fēng)系統(tǒng)阻力突增，B一次風(fēng)機動葉開度比A一次風(fēng)機動葉開度大，就會導(dǎo)致B一次風(fēng)機首先進入不穩(wěn)定工作區(qū)域，進而發(fā)生失速［1］。

2 軸流一次風(fēng)機失速處理措施

2.1 軸流一次風(fēng)機失速后處理方案

首先解列爐膛負壓自動，控制另一臺風(fēng)機電流、振動和爐膛負壓在規(guī)定范圍內(nèi);其次，確保給水穩(wěn)定，維持主汽溫度及主汽壓力，防止二次事故的發(fā)生。主要的處理措施如下:

(1)解除給水自動，切掉B汽動給水泵，使其觸發(fā)快減負荷(RB)保護動作，將運行的汽動給水泵切至手動，調(diào)整給水流量，控制燃水比略大于或等于失速前燃水比，調(diào)整時注意給水流量不能低于省煤器入口流量最低保護值。將失速一次風(fēng)機(流量為零)動葉全關(guān)至零，適當(dāng)調(diào)整未失速一次風(fēng)機電流及動葉開度，防止未失速風(fēng)機電流超過額定電流。

(2)投入A磨煤機等離子點火裝置，調(diào)整爐膛負壓，燃燒穩(wěn)定，開大運行磨煤機的二次風(fēng)，關(guān)小停運磨煤機的二次風(fēng)，調(diào)整送風(fēng)量到合適風(fēng)量，防止鍋爐滅火。

(3)穩(wěn)定主、再熱蒸汽溫度，監(jiān)視汽機側(cè)相關(guān)參數(shù)。當(dāng)負荷穩(wěn)定至330 MW時，磨煤機運行穩(wěn)定，爐膛燃燒穩(wěn)定，主、再熱蒸汽溫度穩(wěn)定，并列B小機運行。

(4)B小機并列運行后并列B一次風(fēng)機，緩慢打開失速一次風(fēng)機動葉至25%，逐漸關(guān)小A一次風(fēng)機動葉。若運行磨煤機風(fēng)量正常，再緩慢開B一次風(fēng)機動葉，關(guān)A一次風(fēng)機動葉，直至2臺一次風(fēng)機在動葉開度接近時，兩側(cè)風(fēng)壓、流量、電流接近，并且一次風(fēng)壓升高時并風(fēng)機正常，然后可同時調(diào)整動葉開度。

(5)一次風(fēng)機并列運行正常后，投機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，啟動磨煤機，升負荷。磨煤機啟動后，將負荷升至一次風(fēng)機失速前機組所帶的負荷，協(xié)調(diào)穩(wěn)定后投AGC系統(tǒng)。

2.2 軸流一次風(fēng)機失速預(yù)防措施

(1)關(guān)閉一次風(fēng)聯(lián)絡(luò)擋板。一次風(fēng)聯(lián)絡(luò)擋板關(guān)閉后可減少因空氣預(yù)熱器堵灰或暖風(fēng)器積灰造成的管路阻力不均，避免2臺一次風(fēng)機在正常運行中因動葉調(diào)節(jié)不均勻、出口壓力不均而發(fā)生失速。此外，關(guān)閉一次風(fēng)機出口的聯(lián)絡(luò)擋板，有助于將失速或停運后的風(fēng)機盡快并入系統(tǒng)。

(2)在高負荷、高煤量工況下，運行人員如發(fā)現(xiàn)磨煤機風(fēng)量不能滿足磨煤機風(fēng)煤比要求，出現(xiàn)缺風(fēng)情況，應(yīng)以通風(fēng)出力優(yōu)先，開大冷風(fēng)門運行，適當(dāng)降低磨煤機出口溫度(最低可控制在60℃以上)，減小制粉系統(tǒng)阻力。如開大磨煤機冷風(fēng)門仍不能滿足磨煤機風(fēng)煤比要求，則降低磨煤機煤量，保證磨煤機通風(fēng)出力，防止磨煤機堵煤使制粉系統(tǒng)阻力突增而引起一次風(fēng)機失速。

(3)將一次風(fēng)暖風(fēng)器拆除或在一次風(fēng)機入口加裝風(fēng)道旁路門，夏季高峰負荷時打開風(fēng)道旁路，降低一次風(fēng)阻力，提高機組帶負荷能力。在風(fēng)機出口增加再循環(huán)回路，增大系統(tǒng)的通風(fēng)量(同時保證運行磨煤機的一次風(fēng)量)，可有效避免一次風(fēng)機的失速［2］。

(4)在軸流式一次風(fēng)機上安裝由失速探針和差壓開關(guān)等主要元件組成的失速保護報警裝置，避免因運行人員判斷不準(zhǔn)確而引發(fā)一次風(fēng)機失速［3］。在風(fēng)機檢修時應(yīng)對這些保護報警裝置進行校驗，避免風(fēng)機運行中失速報警保護不動或誤動。

3 其他技術(shù)措施

(1)合理安排磨煤機配煤燃燒。在低負荷運行時，磨制低熱值褐煤的磨煤機出力要留有3 t/h左右的余量，使磨煤機保持較大出力而不是滿出力運行，而磨制高熱值褐煤的磨煤機保持低出力運行。這樣，既能滿足升負荷的要求，又能防止磨煤機堵塞，風(fēng)道阻力突增而引發(fā)一次風(fēng)機失速。

(2)適當(dāng)調(diào)整AGC的負荷調(diào)整速率。在燃燒煤種偏離設(shè)計煤種時，應(yīng)改變機組AGC的負荷調(diào)節(jié)速率，設(shè)計煤種熱值為23 837 kJ/kg時AGC的負荷調(diào)節(jié)速率為 10 MW/min，而燃燒的混煤熱值為16700 kJ/kg左右，要想滿足10 MW/min的升速率就要增加1倍左右的煤量，這樣很容易造成磨煤機堵塞而使風(fēng)道阻力增大，進而引起一次風(fēng)機失速。因此，AGC調(diào)整負荷的速率應(yīng)減?。?］。

(3)編制風(fēng)機運行規(guī)程。由于對設(shè)備的狀況不了解，機組升負荷時，要不斷調(diào)整加煤量，但是何時失速，運行人員心里都沒有底。因此，應(yīng)編制風(fēng)機操作規(guī)程，作為風(fēng)機運行調(diào)整的依據(jù)。

4 結(jié)束語

軸流一次風(fēng)機的固有特性決定其具有不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，在正常運行中，鍋爐尾部空氣預(yù)熱器受熱面積灰嚴重、風(fēng)門誤關(guān)或煤量突增，造成一次風(fēng)道阻力增大，促使一次風(fēng)機落入不穩(wěn)定工作區(qū)是軸流一次風(fēng)機失速的主要原因。根據(jù)該廠的實際運行經(jīng)驗，分析了一次風(fēng)機實際運行中產(chǎn)生失速的原因，針對機組系統(tǒng)存在的缺陷和運行操作過程中存在的問題，提出了一次風(fēng)機失速預(yù)防措施和處理方案，確保機組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

［1］劉志華.RB工況中一次風(fēng)機失速原因分析及預(yù)防［J］.電站系統(tǒng)工程，2010，26(5):69 －72.

［2］陳文，曾全芝.超超臨界1000 MW機組軸流一次風(fēng)機失速分析及預(yù)防［J］.湖南電力，2011，31(2):30－33.

［3］高西，李勤剛.某大型火電廠一次風(fēng)機失速原因分析及預(yù)防措施［J］.華電技術(shù)，2011，33(6):29 －31.