大型火電廠鍋爐軸流式引風機搶風處理方法

鄧順勇

摘 要：針對大型火力發(fā)電機組軸流式引風機并列運行中出現(xiàn)的搶風現(xiàn)象，對軸流風機工作性能曲線進行了理論分析，并提出了改進方法。以大唐韓城第二發(fā)電有限責任公司一期工程2臺600 MW機組運行工況為實例，進行了一系列改進實驗。結果表明，該改進方法能夠有效解決軸流風機并列運行出現(xiàn)的搶風問題，提高鍋爐運行的安全性能，降低因搶風引起的安全事故的發(fā)生率。

關鍵詞：火電廠；發(fā)電機組；引風機；搶風現(xiàn)象

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0051-02

隨著火力發(fā)電機組容量的不斷增大，300～600 MW機組逐漸成為國內(nèi)火力發(fā)電的主力機組。軸流風機具有風量大、結構簡單、占地面積小、效率高等優(yōu)點，在大型火力發(fā)電機組平衡通風鍋爐的引、送風機中得到了廣泛應用。由于軸流風機工作性能曲線存在不穩(wěn)定的工作區(qū)域，因此，在實際運行中會產(chǎn)生喘振、失速和并列運行搶風等一系列影響穩(wěn)定運行的安全隱患。針對引風機并列運行搶風現(xiàn)象，提出了針對600 MW火電機組引風機搶風處理方法。

1 鍋爐風機和風煙系統(tǒng)存在的問題

以大型火電廠鍋爐通風系統(tǒng)采用的典型平衡通風方式為例，實驗研究對象由2臺動葉可調(diào)軸流式送風機、2臺雙級動葉可調(diào)軸流式一次風機和2臺入口靜葉可調(diào)軸流式引風機組成。為了滿足火電廠達標排放要求，增加了由預洗塔和吸收塔構成的兩塔串聯(lián)布置結構的煙氣脫硫系統(tǒng)。

脫硫系統(tǒng)設計有增壓風機與引風機串聯(lián)的運行方式，但正常運行中脫硫增壓風機動葉開度大，受增壓風機自身缺陷限制（入口導葉開到一定程度，風機振動大，不能長期在80%開度以上運行），不能滿足正常滿負荷運行引風機出口微負壓運行的要求。大負荷運行時引風機后，煙氣系統(tǒng)阻力增加而偏離設計值。

引風機運行過程中不斷抽出爐膛產(chǎn)生的煙塵和過剩的空氣混合物，并維持爐膛一定負壓運行，介質(zhì)經(jīng)過爐膛、水平煙道、垂直煙道、脫硝、空氣預熱器、電除塵和增壓風機脫硫系統(tǒng)到煙囪的過程，要克服各級各段受熱面和系統(tǒng)的流程阻力。此外，實際運行中負荷、積灰、結焦、燃燒工況變化等都會影響系統(tǒng)阻力變化，造成并列運行投爐膛壓力自動調(diào)整的引風機工況點頻頻變動，在低負荷運行時易進入不穩(wěn)定工況區(qū)，從而導致?lián)岋L現(xiàn)象的發(fā)生。

此外，空預器材質(zhì)長期運行過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，加之空預器積灰，增大了空預器阻力和引風機運行入口煙道阻力。因此，低負荷運行引風機出口壓力正壓維持不變，造成風機運行在不穩(wěn)定工況區(qū)幾率大增，負荷在330 MW以下運行時，兩臺風機并列運行常出現(xiàn)搶風現(xiàn)象。以下為韓城第二發(fā)電公司1號機組負荷在300 MW時，引風機發(fā)生搶風前、后參數(shù)變化情況。

搶風前參數(shù)（B/A）：增壓風機入口風壓+108 Pa，預熱器差壓1.1～1.26 kPa，引風機電流116～118 A，引風機入口導葉開度39%～40%，引風機出口壓力0.09～0.13 kPa，引風機入口壓力-2.2 kPa。

搶風后參數(shù)（B/A）：增壓風機入口風壓+124 Pa，預熱器差壓1.1～1.07 kPa，引風機電流110～135 A，引風機入口導葉開度39%～54%，引風機出口壓力0.09～0.13 kPa，引風機入口壓力-1.7～-1.4 kPa。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，隨著機組負荷的降低，煙風流量減小，引風機運行工況不穩(wěn)定。如果系統(tǒng)發(fā)生微小擾動，比如脫硫增壓風機調(diào)整不及時、空預器長時間不吹灰等工況，引風機工作點進入不穩(wěn)定區(qū)域，則會出現(xiàn)搶風現(xiàn)象。

2 靜葉調(diào)節(jié)軸流式引風機“搶風”理論分析

“搶風”是指并聯(lián)運行特性完全一樣的兩臺風機，其中一臺風量特別大，而另一臺風量卻很小，但風機的電流仍相差很大，此時如果稍有干擾（比如開大小風量風機的進口導葉，或關小大風量風機的進口導葉），這兩臺風機的風量和電流就會相互交換，造成爐膛負壓劇烈波動，嚴重時會因其中一臺風機風量過大導致電動機過電流而損壞。因為兩臺靜葉調(diào)節(jié)軸流式風機并列運行，風機的實際運行狀態(tài)不僅取決于其本體的性能，還取決于整個管路的特性，風機的工作點即是風機性能曲線與風道特性曲線的交點。當風道的特性曲線與兩臺風機的合成性能曲線交于駝峰點后時，可形成穩(wěn)定工況；如果風道的特性曲線與兩臺風機的性能曲線交于駝峰前，則進入搶風區(qū)，兩個風機的工作點受到擾動就會互換。

因此，避免風機搶風的根本措施是防止工作點落在搶風區(qū)域內(nèi)。一旦發(fā)生搶風現(xiàn)象，應及時采取措施使風機工作點離開搶風區(qū)，比如減小系統(tǒng)阻力，使管網(wǎng)阻力曲線變緩，從而使風機回到穩(wěn)定工作區(qū)。

3 改進方法和結果分析

根據(jù)理論分析可知，使風機運行工作點離開搶風區(qū)，即可使風機回到穩(wěn)定工作區(qū)。因此，在保證增壓風機運行工況穩(wěn)定的前提下，在機組減負荷過程中，尤其是機組負荷低于350 MW時，可采取以下幾種方法使風機回到穩(wěn)定工作區(qū)：①調(diào)整維持增壓風機入口負壓運行，以降低引風機出口系統(tǒng)阻力；②加強空預器定期吹灰，合理控制空預器吹灰間隔時間和頻次；③利用機組停運機會，對空預器和脫硫預洗塔除霧器進行徹底沖洗，以減小煙道阻力，使風機運行中工況得到徹底改善；④通過停機狀態(tài)下改造預熱器受熱面，將冷端受熱面換成防腐、防磨的材料；⑤嚴格控制排煙溫度高于露點溫度，以防止預熱器低溫腐蝕。

經(jīng)采取以上方法優(yōu)化后，在300 MW負荷時引風機并列運行穩(wěn)定，運行參數(shù)（B/A）如下：增壓風機入口風壓-168 Pa，預熱器差壓0.5～0.6 kPa，引風機電流109～110 A，引風機入口導葉開度29%～30%，引風機出口壓力-0.07～-0.06 kPa，引風機入口壓力-1.4～-1.3 kPa。經(jīng)過一段時間的實驗，證明在該工況下能夠避免搶風現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結論

通過以上分析和實驗結果證明，該改進方法能夠有效避免軸流風機并列運行出現(xiàn)的搶風現(xiàn)象，顯著提高鍋爐低負荷運行的安全性能，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

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〔編輯：劉曉芳〕