鄧順勇

摘 要：針對(duì)大型火力發(fā)電機(jī)組軸流式引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行中出現(xiàn)的搶風(fēng)現(xiàn)象，對(duì)軸流風(fēng)機(jī)工作性能曲線進(jìn)行了理論分析，并提出了改進(jìn)方法。以大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程2臺(tái)600 MW機(jī)組運(yùn)行工況為實(shí)例，進(jìn)行了一系列改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，該改進(jìn)方法能夠有效解決軸流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行出現(xiàn)的搶風(fēng)問(wèn)題，提高鍋爐運(yùn)行的安全性能，降低因搶風(fēng)引起的安全事故的發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：火電廠；發(fā)電機(jī)組；引風(fēng)機(jī)；搶風(fēng)現(xiàn)象

中圖分類號(hào)：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0051-02

隨著火力發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大，300～600 MW機(jī)組逐漸成為國(guó)內(nèi)火力發(fā)電的主力機(jī)組。軸流風(fēng)機(jī)具有風(fēng)量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在大型火力發(fā)電機(jī)組平衡通風(fēng)鍋爐的引、送風(fēng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。由于軸流風(fēng)機(jī)工作性能曲線存在不穩(wěn)定的工作區(qū)域，因此，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生喘振、失速和并列運(yùn)行搶風(fēng)等一系列影響穩(wěn)定運(yùn)行的安全隱患。針對(duì)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行搶風(fēng)現(xiàn)象，提出了針對(duì)600 MW火電機(jī)組引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)處理方法。

1 鍋爐風(fēng)機(jī)和風(fēng)煙系統(tǒng)存在的問(wèn)題

以大型火電廠鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)采用的典型平衡通風(fēng)方式為例，實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象由2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)、2臺(tái)雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)和2臺(tái)入口靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)組成。為了滿足火電廠達(dá)標(biāo)排放要求，增加了由預(yù)洗塔和吸收塔構(gòu)成的兩塔串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)的煙氣脫硫系統(tǒng)。

脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)有增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)串聯(lián)的運(yùn)行方式，但正常運(yùn)行中脫硫增壓風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度大，受增壓風(fēng)機(jī)自身缺陷限制（入口導(dǎo)葉開(kāi)到一定程度，風(fēng)機(jī)振動(dòng)大，不能長(zhǎng)期在80%開(kāi)度以上運(yùn)行），不能滿足正常滿負(fù)荷運(yùn)行引風(fēng)機(jī)出口微負(fù)壓運(yùn)行的要求。大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)引風(fēng)機(jī)后，煙氣系統(tǒng)阻力增加而偏離設(shè)計(jì)值。

引風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不斷抽出爐膛產(chǎn)生的煙塵和過(guò)剩的空氣混合物，并維持爐膛一定負(fù)壓運(yùn)行，介質(zhì)經(jīng)過(guò)爐膛、水平煙道、垂直煙道、脫硝、空氣預(yù)熱器、電除塵和增壓風(fēng)機(jī)脫硫系統(tǒng)到煙囪的過(guò)程，要克服各級(jí)各段受熱面和系統(tǒng)的流程阻力。此外，實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷、積灰、結(jié)焦、燃燒工況變化等都會(huì)影響系統(tǒng)阻力變化，造成并列運(yùn)行投爐膛壓力自動(dòng)調(diào)整的引風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)頻頻變動(dòng)，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)易進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)，從而導(dǎo)致?lián)岋L(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。

此外，空預(yù)器材質(zhì)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中受低溫腐蝕和磨損的雙重作用，使部分蓄熱元件破碎，造成通道堵塞，加之空預(yù)器積灰，增大了空預(yù)器阻力和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行入口煙道阻力。因此，低負(fù)荷運(yùn)行引風(fēng)機(jī)出口壓力正壓維持不變，造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行在不穩(wěn)定工況區(qū)幾率大增，負(fù)荷在330 MW以下運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行常出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象。以下為韓城第二發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組負(fù)荷在300 MW時(shí)，引風(fēng)機(jī)發(fā)生搶風(fēng)前、后參數(shù)變化情況。

搶風(fēng)前參數(shù)（B/A）：增壓風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓+108 Pa，預(yù)熱器差壓1.1～1.26 kPa，引風(fēng)機(jī)電流116～118 A，引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開(kāi)度39%～40%，引風(fēng)機(jī)出口壓力0.09～0.13 kPa，引風(fēng)機(jī)入口壓力-2.2 kPa。

搶風(fēng)后參數(shù)（B/A）：增壓風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓+124 Pa，預(yù)熱器差壓1.1～1.07 kPa，引風(fēng)機(jī)電流110～135 A，引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開(kāi)度39%～54%，引風(fēng)機(jī)出口壓力0.09～0.13 kPa，引風(fēng)機(jī)入口壓力-1.7～-1.4 kPa。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，煙風(fēng)流量減小，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況不穩(wěn)定。如果系統(tǒng)發(fā)生微小擾動(dòng)，比如脫硫增壓風(fēng)機(jī)調(diào)整不及時(shí)、空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)間不吹灰等工況，引風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域，則會(huì)出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象。

2 靜葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機(jī)“搶風(fēng)”理論分析

“搶風(fēng)”是指并聯(lián)運(yùn)行特性完全一樣的兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)風(fēng)量特別大，而另一臺(tái)風(fēng)量卻很小，但風(fēng)機(jī)的電流仍相差很大，此時(shí)如果稍有干擾（比如開(kāi)大小風(fēng)量風(fēng)機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉，或關(guān)小大風(fēng)量風(fēng)機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉），這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和電流就會(huì)相互交換，造成爐膛負(fù)壓劇烈波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)大導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)電流而損壞。因?yàn)閮膳_(tái)靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)不僅取決于其本體的性能，還取決于整個(gè)管路的特性，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)即是風(fēng)機(jī)性能曲線與風(fēng)道特性曲線的交點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)道的特性曲線與兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的合成性能曲線交于駝峰點(diǎn)后時(shí)，可形成穩(wěn)定工況；如果風(fēng)道的特性曲線與兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的性能曲線交于駝峰前，則進(jìn)入搶風(fēng)區(qū)，兩個(gè)風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)受到擾動(dòng)就會(huì)互換。

因此，避免風(fēng)機(jī)搶風(fēng)的根本措施是防止工作點(diǎn)落在搶風(fēng)區(qū)域內(nèi)。一旦發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取措施使風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)離開(kāi)搶風(fēng)區(qū)，比如減小系統(tǒng)阻力，使管網(wǎng)阻力曲線變緩，從而使風(fēng)機(jī)回到穩(wěn)定工作區(qū)。

3 改進(jìn)方法和結(jié)果分析

根據(jù)理論分析可知，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)離開(kāi)搶風(fēng)區(qū)，即可使風(fēng)機(jī)回到穩(wěn)定工作區(qū)。因此，在保證增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況穩(wěn)定的前提下，在機(jī)組減負(fù)荷過(guò)程中，尤其是機(jī)組負(fù)荷低于350 MW時(shí)，可采取以下幾種方法使風(fēng)機(jī)回到穩(wěn)定工作區(qū)：①調(diào)整維持增壓風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓運(yùn)行，以降低引風(fēng)機(jī)出口系統(tǒng)阻力；②加強(qiáng)空預(yù)器定期吹灰，合理控制空預(yù)器吹灰間隔時(shí)間和頻次；③利用機(jī)組停運(yùn)機(jī)會(huì)，對(duì)空預(yù)器和脫硫預(yù)洗塔除霧器進(jìn)行徹底沖洗，以減小煙道阻力，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行中工況得到徹底改善；④通過(guò)停機(jī)狀態(tài)下改造預(yù)熱器受熱面，將冷端受熱面換成防腐、防磨的材料；⑤嚴(yán)格控制排煙溫度高于露點(diǎn)溫度，以防止預(yù)熱器低溫腐蝕。

經(jīng)采取以上方法優(yōu)化后，在300 MW負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行參數(shù)（B/A）如下：增壓風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓-168 Pa，預(yù)熱器差壓0.5～0.6 kPa，引風(fēng)機(jī)電流109～110 A，引風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉開(kāi)度29%～30%，引風(fēng)機(jī)出口壓力-0.07～-0.06 kPa，引風(fēng)機(jī)入口壓力-1.4～-1.3 kPa。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，證明在該工況下能夠避免搶風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)論

通過(guò)以上分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該改進(jìn)方法能夠有效避免軸流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行出現(xiàn)的搶風(fēng)現(xiàn)象，顯著提高鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的安全性能，避免了此類異常事故引起的安全隱患。采取規(guī)范受熱面吹灰、定期沖洗等措施，降低了廠用電率和發(fā)電煤耗，提高了鍋爐效率，降低了發(fā)電成本。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕