一起非典型的流化床鍋爐超溫事故原因分析及預防措施

楊學峰

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐（以下簡稱CFB鍋爐）具有排放污染低、燃料適應性廣、燃燒效率高及負荷適應性強等優(yōu)點。但是，CFB鍋爐在運行過程中也存在較多問題。本文通過分析一起因引風機動葉調(diào)節(jié)連桿脫落而引起的屏過超溫事故，旨在探討處理此類事故的正確辦法，為生產(chǎn)運行人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：CFB鍋爐;超溫;引風機

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）34-0075-03

Cause Analysis and Preventive Measures of an Atypical over

Temperature Accident of a CFB Boiler

YANG Xuefeng

（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp， Ltd.，Jinan Shandong 250100）

Abstract： CFB boiler has the advantages of low emission pollution， wide fuel adaptability， high combustion efficiency and strong load adaptability. However， there are many problems in the operation of CFB boiler. This paper analyzed an over temperature accident of the screen caused by the falling off of the regulating link of the induced draft fan moving blade， aiming to explore the correct way to deal with this kind of accident and provide reference for the production and operation personnel.

Keywords： CFB boiler;overtemperature;induced draft fan

CFB鍋爐運行產(chǎn)生的問題比較多，需要生產(chǎn)運行人員吸取事故處理經(jīng)驗和加強事故演習，保證其安全運行。本文通過分析一起因引風機動葉調(diào)節(jié)連桿脫落而引起的屏過超溫事故，旨在探討處理此類事故的正確辦法，為生產(chǎn)運行人員提供借鑒。

1 引風機動葉調(diào)節(jié)連桿脫落引起屏過超溫的過程

1.1 該CFB鍋爐簡介

某發(fā)電廠2×300MW CFB機組的鍋爐是東方鍋爐生產(chǎn)的亞臨界參數(shù)國產(chǎn)化循環(huán)流化床汽包爐，自然循環(huán)，單爐膛，一次中間再熱，汽冷式旋風分離器，平衡通風，露天布置，燃煤為無煙煤，固態(tài)排渣，過熱蒸汽溫度設(shè)計值為540℃[1-3]。

1.2 事件發(fā)生經(jīng)過

事發(fā)時運行方式：該機組投自動運行方式，負荷293MW，汽壓16.5MPa，主汽溫度539℃，再熱汽溫度540℃。某日14：12，爐膛壓力由+50Pa突升至+800Pa，爐膛壓力高報警。A、B引風機動葉開度由51%開到81%，熱一次風流量大幅波動，由289kNm3/h突降至80.2kNm3/h，見表1。

14：14，由于熱一次風量低，鍋爐MFT動作（熱工定值<176kNm3/h，延時100s）。4min后，熱一次風量為219kNm3/h時，爐膛壓力突升，最高至+2 731Pa，鍋爐壓力保護引發(fā)BT（鍋爐跳閘，下同）動作（保護定值：±2 489Pa，MFT延時2s，BT延時10s）。14：19，爐膛負壓低至-3 744Pa，引風機（A、B）跳閘。鍋爐MFT動作時參數(shù)如表2所示。運行人員立即按BT動作進行事故處理，復歸BT保護，組織恢復燃燒。

恢復燃燒過程中，因汽包水位調(diào)節(jié)不及時，造成鍋爐汽包水位高達+279mm以上，引發(fā)鍋爐第二次BT保護動作[汽包水位高>190mm（四取三），延時5s]，運行人員再次按BT動作啟動程序進行處置。

14：49，運行人員合上了一次風機6kV開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)這樣無法以變頻方式開機，即斷開一次風機（A、B）6kV開關(guān)，觸發(fā)第三次BT，后再次啟動鍋爐。16：50，負荷升至100MW，調(diào)節(jié)B引風機擋板開度時發(fā)現(xiàn)電流沒有變化，通知鍋爐輔機班及熱控人員到場檢查。17：05，發(fā)現(xiàn)B引風機動葉執(zhí)行器連桿銷子脫出，執(zhí)行器連桿失去作用。17：32，B引風機動葉調(diào)節(jié)連桿檢修處理完成，繼續(xù)升溫升壓帶負荷，恢復正常運行狀態(tài)。

1.3 屏過超溫的數(shù)據(jù)記錄

1.3.1 負荷損失。負荷最低為26MW，因異常少發(fā)電量81萬kW·h，一級供熱中斷250min，二級供熱中斷210min。

1.3.2 設(shè)備情況。屏式過熱器5號屏過、8號屏過連續(xù)在3個不同時段管壁嚴重超溫，大于超溫定值560℃，對屏式過熱器造成了一定的危害，最高至639.5℃。五號和八號屏過測點數(shù)據(jù)詳見表3和表4。

1.4 屏過超溫原因分析

在鍋爐發(fā)生跳閘時，運行人員手動關(guān)閉減溫水電動總門及減溫水調(diào)門，在恢復燃燒過程中，屏過出口壁溫開始緩慢上升，未注意屏過出口蒸汽溫度已迅速上升，未及時開啟減溫水電動總門。15：43超溫報警后運行才開啟減溫水電動總門和開啟一級右側(cè)減溫水調(diào)門，16：03分屏過發(fā)生第一次超溫。

16：26，運行人員發(fā)現(xiàn)屏過再次超溫后才迅速開大減溫水，此時屏過溫度快速下降，運行人員迅速將減溫水全關(guān)，而未充分考慮此時鍋爐燃燒已經(jīng)恢復并逐漸增加燃燒量，爐內(nèi)燃燒在加強的情況。隨著屏過壁溫上升，又開啟減溫水，但未按照屏過溫升率及時調(diào)節(jié)，造成減溫水量不足，出現(xiàn)第三次屏過超溫。第三次超溫與第二次超溫原因一樣。

三次超溫原因主要是運行人員對減溫水調(diào)整不及時和缺乏預見性，整個處理過程僅關(guān)注主蒸汽出口汽溫，未注意屏過壁溫、屏過出口汽溫及溫升速率，未正確把握減溫水調(diào)整原則：一級減溫器作為主調(diào)節(jié)方式保證屏過金屬溫度及蒸汽溫度不超溫，二級減溫器作為微調(diào)節(jié)方式保證高過金屬溫度及主汽溫度不超溫。

同時，熱控邏輯也有不完善之處，屏過壁溫測點沒有與減溫水電動總門建立連鎖關(guān)系。

2 防止屏過超溫的應對措施

2.1 對風機連桿進行排查并形成定期檢查制度

由于本次屏過超溫的直接原因是引風機動葉連桿脫落，后續(xù)要排查全廠風機系統(tǒng)執(zhí)行器連桿插銷，對于單螺帽，采取增加并帽方式進行緊固。運行人員要對風機連桿進行定期巡回檢查，檢修人員也要將對風機連桿檢查納入點檢范圍。

2.2 加強運行人員事故處理和事故演習培訓

加強集控運行人員對事故處理和事故演習的培訓，尤其是MFT和BT事故處理和事故演習培訓。同時，完善鍋爐MFT、BT事故處理標準操作卡，事故處理嚴格按照操作卡進行。在機組啟?；虬l(fā)生故障時，汽溫由專人調(diào)整和監(jiān)視，杜絕受熱面超溫現(xiàn)象發(fā)生[4-6]。

2.3 完善屏過壁溫與減溫水調(diào)門關(guān)聯(lián)的熱控邏輯

根據(jù)上述分析，熱控人員對減溫水調(diào)節(jié)門特性重新檢查后，在DCS增加熱控邏輯如下：屏過第五屏6個壁溫測點中發(fā)生2個溫度測點（即六取二）超過550℃時，即聯(lián)開一級右減溫水調(diào)節(jié)門至10%，后隨著測點溫度升高或降低進行自動調(diào)整;屏過第八屏6個壁溫測點中有2個溫度測點（即六取二）超過550℃時，即聯(lián)開一級左減溫水調(diào)節(jié)門至10%，后隨著測點溫度升高或降低進行自動調(diào)整。

2.4 完善一、二級減溫水調(diào)節(jié)門與電動總門的熱控邏輯

在DCS增加熱控邏輯如下：過熱器一級、二級減溫水調(diào)節(jié)門自動開度大于5%時，過熱器減溫水電動總門應連鎖開啟;再熱器一級、二級減溫水調(diào)節(jié)門自動開度大于5%時，再熱減溫水電動總門應連鎖開啟。

2.5 鍋爐啟動過程要嚴格按照升溫曲線進行

投煤過程中，按照升溫曲線嚴格控制床溫升速率，做到給煤均勻，風煤比控制合適。在蒸汽流量不足以冷卻受熱面時，應及時降低床溫;待蒸汽流量足以冷卻受熱面時，再提升床溫。根據(jù)溫度上升情況，及時監(jiān)視減溫水參與自動調(diào)整的情況，必要時，運行人員進行手動調(diào)整。要密切注意屏過壁溫的變化，控制各段壁溫、汽溫不得超溫。調(diào)整時，注意控制過熱器一、二級減溫器噴水后溫度至少高于飽和溫度11℃以上。

2.6 加強機組在低負荷運行時的調(diào)整

在正常運行調(diào)整中，當機組負荷降至160MW以下時，屏過出口汽溫將明顯上升，此時可加大屏過入口減溫水量，降低進入屏式過熱器的蒸汽溫度，增加蒸汽在屏式過熱器的吸熱量，保證屏過壁溫在正常范圍內(nèi)。

機組低負荷運行時，可根據(jù)系統(tǒng)各處溫度情況，適當開大汽機調(diào)節(jié)汽門，以降低主蒸汽運行壓力，增大蒸汽流通量，加強對各受熱面的冷卻。運行調(diào)整中，應控制高負荷高床溫，低負荷低床溫，控制合適的過量空氣系數(shù)，從而控制爐內(nèi)合適的輻射換熱。在升降負荷時，根據(jù)各階段汽溫特性及時調(diào)整減溫水流量。由于屏過管程長，在爐內(nèi)雙回程布置，因此，接受高溫輻射換熱強，汽溫的調(diào)節(jié)滯后性強，進行汽溫調(diào)整時應做到有預見性，在穩(wěn)定工況下盡可能投入減溫水自動控制。在運行工況不穩(wěn)時，應加強對減溫水流量的監(jiān)視和干預，必要時手動進行調(diào)整，但應做到調(diào)節(jié)均勻，對降溫水調(diào)節(jié)門不宜猛開猛關(guān)，防止汽溫出現(xiàn)大幅波動?？傊?，調(diào)整減溫水流量時，應做到有預見性、連續(xù)性及相互之間的協(xié)調(diào)性，避免鍋爐受熱面發(fā)生超溫現(xiàn)象。

3 結(jié)語

本文提出了防止CFB鍋爐屏過超溫的一些措施，對于CFB鍋爐安全運行起到了較好的作用，希望能對其他不同容量的CFB鍋爐運行過程中防止鍋爐受熱面不發(fā)生超溫事故有所幫助。

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