二起引风机失速异常原因探讨与控制措施

引言

目前环保要求越来越严格,许多火电机组都必须进行超低排放改造才能达到国家规定的排放标准。但是超低排放改造如果考虑不周就会导致引风机出口至烟囱之间的系统阻力增加,如果增加的阻力较大,将给引风机的安全运行带来很大威胁。同时,空预器密封性能下降、空预器堵塞、煤质较差、脱硫系统差压增大等都会造成引风机工况的恶化,如果引风机运行在性能不稳定区域,运行人员未及时发现,将会导致引风机失速事故的发生。

1设备概况介绍

某电厂共有两台2×660Mw超临界机组,每台机组配两台汽动引风机,引风机型号YA17048-8Z,为成都电力机械厂的动叶可调轴流风机,电机功率5800kw,额定电流400A,风机设计BMCR工况全压9.1kPa。

2事故经过

2018-04-01T19:10,#2机组投ACE模式,负荷560Mw,煤量317t/h,给水流量1660t/h,六台磨煤机,A/B侧引、送、一次风机投自动运行,炉膛负压-90Pa,A/B引风机动叶开度95%/96%,A/B引风机电流230A/237A,A引风机进出口静压差9.6kPa,A空预器差压2.15kPa,脱硫吸收塔除雾器差压2kPa。19:13:53,A引风机电流突然降至113A,同时,B引风机电流突增至370A,引风机动叶全开至100%,炉膛负压突增至＋1700Pa。19:14:08,运行人员降低机组负荷,投运A磨煤机等离子稳燃。19:15:15,解除锅炉主控自动,解除引、送风机自动,手动关小送风机动叶,炉膛负压降至＋490Pa。19:17:31,手动停运C磨煤机:19:17:41,手动停运F磨煤机:19:20:19,手动关闭A引风机动叶至35%,调整炉膛负压至-110Pa。19:30,重新并列引风机成功,陆续投入机组协调方式。

3失速原因分析

(1）#2机组长周期运行400天,烟道阻力明显增加,通常在550Mw时引风机动叶已经全开,从风机性能曲线可以明显看出风机已处于不稳定区域的边缘处,运行工况稍有扰动风机就会进入失速区。

(2）空预器漏风较设计值明显增大,通过电科院技术人员测试A/B空预器漏风率达15%/10%,远远超过设计值。大量空气通过空预器漏入烟气侧,烟气容积流量增大,漏风点后烟道阻力相应增大,引风机的工作点进一步沿阻力特性曲线向右上方移动,靠近理论失速线,风机安全裕量进一步降低。

(3）引增合一后,引风机出口脱硫烟道阻力因煤质硫分增加而增大。据统计,燃煤硫分较去年同期增加约0.5%,同工况下引风机出口压力增加约2kPa:燃煤热值低于同期约120kca1,而入炉煤的热值降低、煤量增加又直接使得锅炉烟气的实际容积流量高于额定工况下的设计值流量,烟气流量的增加必然导致烟气系统阻力增大,引风机的工作点沿阻力特性曲线向右上方移动,风机安全裕量大大降低。

(4）脱硝系统喷氨量存在分布不均、过喷现象,导致空预器冷端换热元件硫酸氢氨板结,空预器差压高负荷时高达3kPa,远高于正常运行差压高报警值1.5kPa,导致引风机进出口静压差大大增加,引风机的工作点沿阻力特性曲线向右上方移动,风机发生失速的风险明显增大。

(5）因未按规定冲洗,脱硫吸收塔除雾器差压较设计值明显增大,最高达2000Pa。通过调取以前除雾器正常运行状况时参数得知,原来除雾器差压在高负荷时只有280Pa。除雾器差压较原来增加1700Pa,导致引风机出口阻力大大增加,引风机静压差也随之显著增加,高负荷工况,引风机的静压差会超过风机厂规定的设计值,风机会进入失速区。

(6）运行人员技术水平欠缺,专业培训存在不足。对于在引风机正常运行时重点监视哪些参数,如何判断引风机处于不稳定区未进行重点培训,当引风机已经处于接近失速状态时,运行人员不能正确判断,不能及时采取措施,导致引风机失速。

4处理原则和预防措施

(1）机组带高负荷时,引风机失速尤其大,处理不当将会导致炉膛超压,锅炉灭火。处理原则!:首先速降低机组负荷,快动紧停两台磨煤机,减小送风量,控制炉膛负压。其次及时解除失速引风机动叶自动,快速将失速引风机动叶关至35%左右,使失速风机脱离失速区,避免风机长时间失速,发生共振,损坏风机。

(2）控制入炉煤煤质与设计煤种的偏差在允许的合理范围内,尤其是热值、硫分、灰分等指标。每天定期化验入炉煤煤质,发现偏差大要及时进行调整上煤方式。同时要保证入厂煤煤质稳定,运行人员上煤要做到精细化,确保机组高负荷时锅炉各系统运行正常,烟气容积量在设计范围内,避免引风机在恶劣工况下运行。

(3）在DCS画面增加风机出入口静压差报警,当风机静压差达到9kPa时报警,提示运行人员风机已接近失速区,应停止增加负荷。同时增加两台风机电流偏差大于10A报警,提醒运行人员及时调整偏差,保证两台风机出力平衡。增加风机动叶开度大于90%及风机电流大于340A报警,避免风机过负荷。

(4）对风机失速报警开关设定值进行定期整定,同时利用检修机会检查风机失速探头的安装位置是否合理,保证到达报警值时必须触发报警。风机失速大部分是从局部失速引发的,但局部失速时,风机的风量、风压、电流没有明显变化,从参数上不易判断,所以风机失速探头的灵敏度是决定能否提前发现失速的关键因素。此次引风机失速事故发生时失速报警未动作,失去了提醒运行人员进行调整的作用。因此需要不断进行试验,科学整定失速开关设定值,定期认真检查失速元件,确保失速装置准确可靠动作。

(5）加强对空预器漏风率的治理。正常运行中要定期测量空预器漏风率,发现漏风率偏高要认真分析原因,利用停机检修机会对空预器的密封部件进行检查,更换损坏的密封元件,调整密封间隙,确保空预器的漏风率在设计值范围内。

(6）加强对烟道等负压系统漏风的治理,发现漏点及时封堵处理,尽量减小烟气容积量。

(7）严格控制脱硝系统的喷氨量,合理优化喷氨方案,确保各喷嘴的喷氨量分布均匀,加强对氨气逃逸率的监视,发现异常要及时调整。

(8）严密监视空预器差压的变化趋势,发现差压增大要及时分析原因,采取措施。可通过增加空预器吹灰的次数,提高空预器冷端温度,控制喷氨量等快段来降低空预器差压。如果采取以上措施后差压仍没有减小趋势,要果断进行空预器在线冲洗,通过在线冲洗能有效降低空预器差压:同时利用检修机会彻底清理空预器受热元件内板结的积存物。

(9）严格落实吸收塔除雾器的冲洗规定,不但要保证冲洗频率,同时要保证冲洗压力。在DCS画面增加除雾器差压、吸收塔压力高I/高Ⅱ报警值,方便运行人员及时发现异常。

(10）通过仿真机和事故演练等途径,有针对性地加强运行人员技术水平培训,能有效避免风机失速事故的发生,同时使运行人员在发生失速事故时能沉着冷静地进行处理。

5结语

双级动叶可调轴流引风机随着负荷的增大,工作点逐渐靠近理论失速线,风机安全裕量逐渐减小,负荷越高风机发生失速的可能性越大。正常运行时,要保证入炉煤发热量与设计煤种的发热量偏差在规定范围内,不能严重低于设计煤种,否则高负荷工况时煤量远大于设计值,烟气量会大大增加。同时要加强对空预器和烟道漏风的治理,避免空气大量漏入烟气中,导致烟气容积和烟道阻力不正常增大,严重威胁风机的安全运行。总之,要不断落实设备治理和优化调整,保证风机工作在稳定区域,才能避免风机发生失速。