1 000 MW鍋爐電除塵單側隔離及內部維護技術

董務明,王國紅,張樹利

(徐州華潤電力有限公司,江蘇徐州221006)

1 000 MW鍋爐電除塵單側隔離及內部維護技術

董務明,王國紅,張樹利

(徐州華潤電力有限公司,江蘇徐州221006)

針對1 000 MW鍋爐靜電除塵器在運行中因故障需要內部檢修的問題,介紹了高負荷情況下將故障靜電除塵器單側有效隔離的危險點、解決的方法及隔離過程中操作的合理調配,得出可行的隔離技術,確保了人員的施工條件及機組安全穩(wěn)定、運行。

靜電除塵器；單側隔離；內部維護

靜電除塵器是燃煤電廠普遍采用的除塵設備,正常運行中除塵效率不低于99%。隨著機組連續(xù)運行時間的延長,電除塵內部故障越來越多,導致排口灰塵濃度超標［1-3］。電除塵腔室煙氣高溫有毒,必須徹底隔離后方可處理內部故障,但是風煙擋板一般關閉不嚴,使得電除塵單側隔離成為火電廠的難題。

某電廠超超臨界鍋爐運行中電除塵內部出現(xiàn)嚴重故障,通過對電除塵所處的風煙系統(tǒng)進行詳細分析,排查隔離單側電除塵過程中存在的危險點、關鍵點,制定科學的應對措施,在隔離過程中落實到位,穩(wěn)步操作,摸索出電除塵單側隔離技術,并實行內部檢修,成功解決了機組運行中電除塵內部在線維護的難題。

1 系統(tǒng)概況

某電廠2臺1 000 MW機組配套使用型號為SG-3044/27.46-M53X超超臨界參數塔式爐,配置三分倉容克式預熱器。每臺鍋爐配置2臺干式、臥式、板式三室四電場靜電除塵器,型號為2F689-4,除塵效率不小于99.75%。捕捉到的飛灰收集在下部的灰斗內,采用正壓濃相氣力除灰系統(tǒng)將飛灰輸送至灰?guī)?。風煙系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 風煙系統(tǒng)圖

2 隔離B電除塵危險點分析

2.1 空氣預熱器動靜摩擦或轉子卡死

1 000 MW鍋爐配套的空氣預熱器轉子直徑為16 421 mm,高度為2 784 mm,機組工況變化大時脹縮量顯著,易產生動靜部分摩擦。該空氣預熱器的密封間隙較小,密封控制裝置投自動后漏風率＜5%。在暴雨、大雪天氣經常發(fā)生空氣預熱器電流波動大的情況。在B側隔離時,若空氣預熱器熱端一次風室、二次風室及煙氣室溫度等參數未能同步協(xié)調控制,個別區(qū)域急劇脹縮不均,很容易導致動靜摩擦、轉子卡死,甚至嚴重變形的情況。

2.2 A引風機失速

隔離B電除塵前,需要將機組負荷降低到500 WM,2臺引風機的靜葉開度均＜30%,此時引風機的進煙氣流與葉片的進口形成正沖角,即α＞0,正沖角易超越臨界值而使得風機進一步進入失速區(qū),使得風機運行不穩(wěn)定、輸出功率下降。因此停B引風機前,尤其要注意保持A引風機參數穩(wěn)定,若A引風機失速,將危及機組安全。

2.3 熱一次風母管壓力突降造成煤粉中斷

為了防止誤操作及保護風機,邏輯上一次風機運行時閉鎖關閉一次風機出口擋板及空氣預熱器出口熱一次風擋板。

由于熱一次風管道截面大,熱一次風擋板構件因頻繁脹縮而產生較大變形,因而在停運B一次風機時,極易發(fā)生擋板卡住、關不嚴密而倒風的情況。若一次風機的電控信號故障,風機停運后出口擋板不聯(lián)鎖關閉,或空氣預熱器出口熱一次風擋板關閉與一次風機停運時風機配合有時間差,均將導致A一次風沿著冷熱一次風母管倒灌入B側風道,使得熱一次風母管壓力迅速降低,粉管內的煤粉因一次風量突降而停滯、燃燒器斷粉、火檢信號喪失觸發(fā)主燃料跳閘(MFT)。倒灌還將導致B一次風機倒轉而受損,增加重啟時扭斷風機大軸的風險。

2.4電除塵內部溫度高、負壓大

機組運行時空氣預熱器進口煙氣溫度＞320℃,B側電除塵臨檢前,該側風機停運,由于煙道截面大,空氣預熱器進口煙氣擋板因卡澀、變形而關不到位,高溫煙氣漏入,B電除塵空腔溫度＞50℃。

由于電除塵內部負壓值通常在-2 kPa以上,當B側隔離時,若B空氣預熱器進口煙氣擋板關閉嚴密而引風機進口聯(lián)絡擋板關閉不嚴密,可能導致B側電除塵區(qū)域的負壓值降不下來,甚至比平時數值還大。這樣在打開電除塵人孔門后,人員因門內外壓差大而無法安全進入。人孔門周圍無施力點,打開后因壓差大而無法有效封閉,將造成被迫停機。

3 解決措施

3.1 防止空氣預熱器動靜摩擦或轉子卡死

結合以前處理空氣預熱器動靜摩擦的經驗,隔離B電除塵前,首先將B空氣預熱器各扇形板均提升至最高位置。降負荷過程中,嚴格控制空氣預熱器進出口煙氣溫度,一、二次熱風溫度的變化率＜0.5 K/min,空氣預熱器電流變化幅值＜1.5 A；否則穩(wěn)定負荷,待摩擦緩解后繼續(xù)操作。

在隔離電除塵過程中,B側煙氣流量逐步減少：先停B引風機,保留空氣預熱器進口煙氣擋板全開。流過空氣預熱器的煙氣阻力B側比A側大,B側煙量較少。穩(wěn)定后關閉B空氣預熱器進口四塊煙氣擋板中的兩塊,進一步降低流過B側的煙氣量。保留B送風機運行,關小B送風機動葉,利用B送風機的動葉開度調節(jié)B空氣預熱器出口煙氣、熱二次風的降溫速率＜1.0 K/min,瞬時值＜5 K/min。B送風機動葉開度預計12%,煙風降溫速率偏大時關小動葉開度,偏小時開大動葉開度,監(jiān)視空氣預熱器電流變化幅值＜2.0 A。

3.2 防止A引風機失速

對于大機組而言,采用具有駝峰形P-Q曲線的軸流風機,在工況調節(jié)不當時易發(fā)生失速情況。引起失速的因素是風機的出力與系統(tǒng)的阻力不匹配。

降負荷至500 MW以后,在停運B引風機前,保留A引風機靜葉自動調節(jié),B引風機靜葉切至手動。手動緩慢降低B引風機靜葉開度,維持A引風機進口負壓值變化平穩(wěn)。調整靜葉,監(jiān)視2臺引風機的電流、振動值及失速報警情況,安全停下B引風機。

3.3 防止燃燒器火檢喪失

1 000 MW鍋爐冷、熱一次風道的截面尺寸分別為長1 600 mm、寬1 600 mm,長2 600 mm、寬2 000 mm,相應的風門擋板長時間運行后往往變形較大,且均為電動執(zhí)行機構,開關速度慢,易卡澀。

為了防止停運風機時冷熱風倒流,先封閉相應的擋板關閉鎖邏輯。B一次風機動葉切至手動后,緩慢降低動葉開度,A一次風機動葉自動調節(jié),維持一次風母管壓力穩(wěn)定。在B風機動葉關小至10%時,保持風機運行防止倒風。手動關閉空氣預熱器出口熱一次風擋板及旁路冷一次風擋板,B一次風機剩余出力通過空氣預熱器漏風釋放；然后關B動葉至0,在關閉空氣預熱器進口的一次風擋板期間停B風機。在B風機惰走過程中,就地手緊其出口擋板,可以維持一次風母管壓力波動最小,燃燒器不會斷粉,燃燒穩(wěn)定而不發(fā)生MFT。

3.4 防止B電除塵內部溫度過高、負壓太大

電除塵單個人孔門截面積約0.6 m2,內部壓力＞-500 Pa時人員可以安全進出人孔門。所以電除塵能順利維護的環(huán)境條件是室內溫度＜50℃、壓力＞-500 Pa。B引風機及B一次風機停運后,通過順次關閉B空氣預熱器進口煙氣擋板、調節(jié)B送風機出力來逐步降低B電除塵內部溫度。全部關閉煙氣擋板后就地確認擋板各轉軸上的刻度線(不是擋板的刻度盤)指示關到位,并進一步手緊,確保降低煙溫。依次關閉2臺引風機進口的兩塊聯(lián)絡擋板,再手緊,控制腔內壓力＞-450 Pa。為了以防萬一,在離電除塵較近的遠方立柱上固定多個葫蘆備用。

4 隔離過程及評價

4.1 B電除塵隔離過程

2014年10月5日,隔離6號B電除塵并在線維護。參數變化見圖2。

圖2 電除塵隔離過程中主要參數趨勢圖

06：00：00,機組負荷936 MW,開始降負荷,目標值500 MW。6B空氣預熱器各扇形板提升至最高位置。聯(lián)系熱控封B側風機聯(lián)跳邏輯、空氣預熱器熱一次風出口擋板及煙氣進口擋板禁關邏輯。

06：55：00,負荷降至516 MW,解除6B引風機靜葉自動,6A引風機靜葉保持自動調節(jié)。

06：57：00,關小6B引風機進口靜葉至0,停引風機,聯(lián)鎖關閉引風機出口擋板。

07：06：00,就地關閉6B空氣預熱器下組兩塊進口煙氣擋板。期間爐膛負壓稍有擾動。

07：07：00,關小6B一次風機動葉至10%,手動關閉6B空氣預熱器熱一次風出口擋板并手緊。

07：09：00,投B層3支油槍,關閉6B空氣預熱器進口一次風擋板及冷一次風擋板,關小6B一次風機動葉至0。停6B一次風機,關其出口擋板并就地手緊。撤油。

07：11：00,6B送風機進口動葉切除自動,手動關小至9.8%。

07：19：00,就地關閉6A、6B引風機進口煙氣聯(lián)絡擋板時發(fā)現(xiàn)一塊擋板卡澀,聯(lián)系維修處理。

07：24：00,B電除塵內煙溫不降反升,6B送風機動葉開至14%。煙溫開始緩慢下降。

07：30：00,依次停運6號鍋爐電除塵B側各高壓柜、各瓷軸、瓷套、灰斗加熱器,陰、陽極振打置連續(xù)振打方式。B側一、二、三、四電場飛灰輸送連續(xù)運行。

07：45：00,B側各高壓柜電源斷開,高壓整流變電場側、電源側高壓隔離開關均打接地,斷開各陰陽極振打、瓷套、灰斗加熱器電源。

10：10：00,處理好引風機進口聯(lián)絡擋板,關閉后,B電除塵內部壓力從-1.9 k Pa降到-0.43 kPa。

10：15：00,停運B側氣力除灰系統(tǒng),切斷各灰斗其他壓縮空氣進氣。

10：29：00,電除塵內煙溫降至69℃,調整6B送風機動葉至12%,降低降煙溫速度。

12：05：00,電除塵內煙溫降至50℃,壓力-0.43 kPa,隔離后主要參數見表1。

表1 電除塵B隔離后主要參數

參數穩(wěn)定后觀察約10 min,開啟人孔門進人維護。

17：50：00,電除塵內部維護工作結束,封人孔門后恢復系統(tǒng)。

4.2 隔離過程不足及改進

停6B一次風機后,很快就關小6B送風機動葉開度,使得B空氣預熱器出口煙溫因冷卻風量大幅度降低而升高。故在以后隔離時,要在空氣預熱器出口煙溫下降后方可緩慢降低對應的送風機出力,并據煙溫下降速率及時調節(jié)該側送風機動葉開度。

引風機進口聯(lián)絡擋板關閉不嚴導致電除塵內負壓值長時間偏大。因該聯(lián)絡擋板長期不活動,故要加強維護,做到有備無患。

在6B一次風動葉開度關小到11%左右時,一次風母管壓力波動1.3 k Pa。一是因為操作速度較快,3 min內動葉開度關小了23%；二是因為此時風機出力下降多,已有輕微倒風。以后在調整動葉速度時放緩至5%/min,動葉關小到14%左右時關閉風門、停風機,減少對一次風壓的影響,確保燃燒穩(wěn)定。

5 結語

從對6B電除塵隔離及在線內部維護的過程來看,事前做好充分危險點分析,隔離時嚴格按照既定的技術措施進行,可以將電除塵有效隔離,耗油不足1 t。維護期間電除塵內部溫度最低只有32.6℃,人在內部感覺不到煙風的流動。對鍋爐風煙系統(tǒng)的特性深入掌握后,可以無擾隔離,鍋爐運行平穩(wěn),維護環(huán)境舒適。該隔離技術為大機組不停爐隔離單側電除塵提供了很好的范例。

［1］楊國亮.電除塵設備常見故障與排除［J］.工業(yè)安全與環(huán)保, 2009,35(6)：15-16.

［2］史忠秋.火電廠電除塵輸送過程故障分析［J］.科技風,2014 (7)：42,44.

［3］王兆南.電除塵在本鋼燃氣廠的應用及其故障判斷［J］.科技創(chuàng)新與應用,2014(23)：123.

Single-side Isolation for Internal Maintenance of an Electrostatic Precipitator in 1 000 MW Boiler

Dong Wuming,Wang Guohong,Zhang Shuli
(Xuzhou China Resources Power Co.,Ltd.,Xuzhou 221006,Jiangsu Province,China)

To examine and repair the failed electrostatic precipitator in a 1 000 MW boiler,an available technology was proposed and applied by isolating single side of the precipitator.Dangerous points that had occurred and been treated under high load conditions during trouble shooting process were introduced,while reasonable arrangement of the isolation sequence was presented.Above method was proved to be reliable, which had ensured the constructed conditions and guaranteed the safe and stable operation of the unit.

electrostatic precipitator；single-side isolation；internal maintenance

TK223.27

A

1671-086X(2015)03-0205-04

2014-11-18

董務明(1969-),男,工程師,長期從事∏形鍋爐和塔式鍋爐的運行及技術管理工作。

E-mail：dwmxz@163.com