330MWCFB鍋爐引風(fēng)機(jī)失速原因分析及處理

1、    330mwcfb鍋爐引風(fēng)機(jī)失速原因分析及處理    劉東芳摘 要：某廠330 mwcfb鍋爐超低排放改造后多次發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速給鍋爐正常運(yùn)行造成很大的威脅，根據(jù)2臺爐引風(fēng)機(jī)失速的現(xiàn)象，全面分析引起引風(fēng)機(jī)失速的原因，提出了防止引風(fēng)機(jī)失速的運(yùn)行調(diào)節(jié)措施以及發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速后的處理方法，以便有效地避免發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速，以及發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速后能正確處理。關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī) 煙道阻力吸收塔阻力 失速：tk223 ：a ：1672-3791（2017）07（c）-0022-041 設(shè)備概述某廠2臺330 mw循環(huán)流化床鍋爐是由東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司制造的亞臨界、一

2、次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，鍋爐型號為：dg-1177/17.5-3。引風(fēng)機(jī)采用成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的yu25642-22型動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，每臺爐由2臺引風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，水平順列布置，垂直進(jìn)風(fēng)，水平出風(fēng)，煙氣從鍋爐尾部經(jīng)過空預(yù)器、電袋除塵后再由引風(fēng)機(jī)經(jīng)脫硫島、煙囪后排出至大氣。由于2臺爐前期引風(fēng)機(jī)選型較大，超低排放改造后未對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容或增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)，超低排放改造的主要內(nèi)容是在引風(fēng)機(jī)出口和煙囪間增加一套濕法脫硫裝置，增加的濕法脫硫裝置設(shè)計(jì)阻力比較高（2 300 pa），導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)出口阻力增加，改變了原風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間的特性曲線，2臺爐運(yùn)行期間引風(fēng)機(jī)多次發(fā)生失速，現(xiàn)對引風(fēng)機(jī)失速進(jìn)行全面分析，見表1

3、。2 運(yùn)行中引風(fēng)機(jī)失速的現(xiàn)象引風(fēng)機(jī)多次失速均發(fā)生在機(jī)組加負(fù)荷過程中，該廠正常運(yùn)行中引風(fēng)機(jī)投入自動，引風(fēng)機(jī)自動跟蹤爐膛壓力調(diào)節(jié)，一、二次風(fēng)機(jī)均手動調(diào)節(jié)，由于煤種變化較大，agc變負(fù)荷時壓力較難控制，為保證機(jī)組加負(fù)荷速率一般加負(fù)荷時風(fēng)量增加較多，在未增加濕法脫硫前引風(fēng)機(jī)運(yùn)行較穩(wěn)定，滿足各負(fù)荷段的爐膛負(fù)壓調(diào)整，未發(fā)生過失速現(xiàn)象。2015年底2臺爐增加濕法脫硫后多次發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速，其中2次因增加風(fēng)量較多，引風(fēng)機(jī)失速后爐膛負(fù)壓達(dá)到+2 489 pa，mft保護(hù)動作。由于cfb鍋爐的特點(diǎn)，mft后只是切斷燃料，大量的循環(huán)物料仍然維持鍋爐保持一定的出力，恢復(fù)及時基本不影響機(jī)組正常運(yùn)行，但由于鍋爐mft后的操

4、作較繁雜，任何一個環(huán)節(jié)失誤都將造成機(jī)組跳閘，這就為機(jī)組安全運(yùn)行埋下了很大隱患。下面簡要地介紹發(fā)生的一起引風(fēng)機(jī)失速事件經(jīng)過，某日17時22分#1機(jī)agc指令從230 mw開始加負(fù)荷，agc負(fù)荷指令330 mw，運(yùn)行進(jìn)行加負(fù)荷操作。17時30分啟動脫硫第4臺漿液循環(huán)泵運(yùn)行。17時42分負(fù)荷加至328 mw，此時煤量211 t/h，二氧化硫小時均值42 mg/nm3，凈煙氣109 nm3/h，一次風(fēng)量385 knm3/h，總風(fēng)量990 knm3/h，主汽壓力15.6 mpa，a引風(fēng)機(jī)電流392 a，b引風(fēng)機(jī)電流388a。17時43分a、b引風(fēng)機(jī)電流出現(xiàn)偏差，a引風(fēng)機(jī)電流緩慢升高，b引風(fēng)機(jī)電流緩慢下降

5、，b引風(fēng)機(jī)發(fā)生失速，至17時44分 a引風(fēng)機(jī)電流最大升至558 a，b引風(fēng)機(jī)電流降至223 a。a、b引風(fēng)機(jī)入口動葉同時開至最大72%、74%自動解除，17時44分手動關(guān)閉a、b引風(fēng)機(jī)入口動葉至59%，b引風(fēng)機(jī)電流升至322 a，a引風(fēng)機(jī)電流降至327 a，將a、b引風(fēng)機(jī)動葉關(guān)至58%、59%，a、b引風(fēng)機(jī)電流310 a、315 a，各參數(shù)調(diào)整穩(wěn)定后將a、b引風(fēng)機(jī)動葉切由手動至自動調(diào)節(jié)；處理期間機(jī)組負(fù)荷最低減至136 mw，17時56分機(jī)組負(fù)荷加至206 mw申請中調(diào)投入?yún)f(xié)調(diào)控制、agc控制方式?？偨Y(jié)引風(fēng)機(jī)失速的現(xiàn)象主要有以下幾點(diǎn)。（1）失速前，爐膛負(fù)壓長時間變正，引風(fēng)機(jī)自動投入時擋板開度增加

6、幅度較大，引風(fēng)機(jī)電流持續(xù)增大。（2）或發(fā)引風(fēng)機(jī)失速報(bào)警，引風(fēng)機(jī)動葉開度未關(guān)小的前提下，引風(fēng)機(jī)出口煙氣壓力不正常下降，或煙氣流量增加的前提下，引風(fēng)機(jī)動葉開度和電流不正常升高。（3）發(fā)生失速時，2臺引風(fēng)機(jī)電流偏差較大，電流小的引風(fēng)機(jī)由于失速不出力導(dǎo)致爐膛負(fù)壓大幅度冒正，風(fēng)量大幅波動。（4）引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口煙氣壓力、引風(fēng)機(jī)電流、振動值等參數(shù)波動較大，不及時調(diào)整至正常就地有明顯的異常聲音。3 風(fēng)機(jī)失速的機(jī)理風(fēng)機(jī)葉片葉弦的夾角和氣流方向被稱為沖角，風(fēng)機(jī)在處于正常工況時，當(dāng)空氣順著風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)口端流入時沖角很小，進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉片的氣流沖角隨著開得過大的風(fēng)機(jī)動葉而增大，它分成上下兩股氣流貼著翼面流過，葉片背部和腹部的

7、平滑“邊界層”處的氣流呈流線形。作用于葉片上有兩種力：一種是垂直于葉面的升力； 另一種平行于葉片的阻力， 升力阻力。隨著運(yùn)行工況的偏移當(dāng)空氣流入葉片的方向偏離了葉片的進(jìn)口角，它與葉片形成正沖角，一旦沖角超過臨界值，葉片背面尾端立即會出現(xiàn)旋窩流區(qū)，沖角超過臨界值，氣流會離開葉片凸面發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象，產(chǎn)生大面積的渦流，此時風(fēng)機(jī)的出力下降，從而發(fā)生失速。隨著沖角的增大，氣流的分離點(diǎn)向前移動，葉背的渦流區(qū)從尾端擴(kuò)大到葉背部，脫離現(xiàn)象更為嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)部分流道阻塞的情況。此時作用于葉片的升力大幅度降低，阻力大幅度增加，壓頭降低。如果風(fēng)機(jī)長時間在此工況運(yùn)行，進(jìn)一步引發(fā)風(fēng)機(jī)搶風(fēng)或者喘振，還將可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉

8、片斷裂或者葉輪機(jī)械部分有可能損壞。軸流風(fēng)機(jī)的失速特性是由風(fēng)機(jī)的本身特性決定的，同時也受到風(fēng)道阻力等系統(tǒng)特性的影響，動葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖1所示，其中，上部粗線鞍形曲線為送風(fēng)機(jī)不同安裝角的失速點(diǎn)連線，工況點(diǎn)落在馬鞍形曲線的左上方，均為不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱為失速線。從圖1中可以看出，流量和動葉開度不變的情況下阻力越大越容易失速，阻力和動葉開度不變的情況下流量越小越容易失速，阻力和流量不變的情況下動葉開度越大越容易失速。4 運(yùn)行中引風(fēng)機(jī)失速的原因分析（1）2臺并列引風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性不同，在某些工況下2臺風(fēng)機(jī)出力不同或者風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口擋板銷子脫落或斷裂等原因，將導(dǎo)致其突然關(guān)閉或部分關(guān)閉時，造

9、成出力忽然受阻，變負(fù)荷過程中由于調(diào)節(jié)失靈或誤操作致使2臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量嚴(yán)重不平衡使風(fēng)機(jī)落入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間。 （2）風(fēng)機(jī)出入口風(fēng)道阻力增加或堵塞，即煙風(fēng)系統(tǒng)阻力增大。如鍋爐積灰嚴(yán)重造成煙道阻力增大或者空預(yù)器堵塞，特別是空預(yù)器堵塞是引起電廠引風(fēng)機(jī)失速的主要原因，在很多電廠都曾有發(fā)生，對空預(yù)器堵灰后引起風(fēng)機(jī)特性曲線左移的風(fēng)險(xiǎn)在現(xiàn)場運(yùn)行中也應(yīng)做好分析。由于2臺爐引風(fēng)機(jī)失速都是在加裝濕法脫硫之后才頻繁發(fā)生，所以判斷引風(fēng)機(jī)頻繁失速是煙氣系統(tǒng)阻力增加導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)導(dǎo)致。導(dǎo)致煙風(fēng)系統(tǒng)阻力增大的主要原因是增設(shè)濕法脫硫后脫硫島系統(tǒng)阻力大，再加上后期運(yùn)行的以下兩點(diǎn)原因直接導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)在加負(fù)荷過程中失速。脫硫島參

10、數(shù)控制不當(dāng)，導(dǎo)致形成脫硫垢層，阻擋煙氣流動，主由于吸收塔干濕界面沖洗定期執(zhí)行不好，造成吸收塔干濕界面處結(jié)垢，隨著機(jī)組運(yùn)行時間增長，結(jié)垢面積逐步增大，進(jìn)一步增大了吸收塔阻力。備用漿液循環(huán)泵的啟動時機(jī)選取不合理，加負(fù)荷增大風(fēng)量后引風(fēng)機(jī)本身出力增大再啟動漿液循環(huán)泵擾動，引風(fēng)機(jī)出口阻力增大較多，據(jù)運(yùn)行中實(shí)際觀察引風(fēng)機(jī)失速前4臺漿液循環(huán)同時運(yùn)行時，吸收塔入口壓力最高達(dá)到2 738 pa。（3）燃用煤種灰分較大或者摻燒煤泥量較大，再加上吹灰系統(tǒng)除灰效果不好導(dǎo)致受熱面、空預(yù)器、除灰系統(tǒng)嚴(yán)重積灰，引風(fēng)機(jī)失速前，電袋除塵器壓差平均800 pa，最大達(dá)到1 100 pa。（4）進(jìn)入爐膛的風(fēng)、煤比調(diào)整不合理。鍋爐正

11、常運(yùn)行中一次風(fēng)流化風(fēng)主要保證物料正常循環(huán)、二次風(fēng)補(bǔ)充氧量、給煤機(jī)將燃料送入，最后燃燒后的煙氣均由引風(fēng)機(jī)吸出，風(fēng)煤量都是影響引風(fēng)機(jī)入口阻力的，但對于正常運(yùn)行中的鍋爐，爐膛負(fù)壓正常自動調(diào)整時對引風(fēng)機(jī)入口阻力影響不大，引風(fēng)機(jī)特性曲線不變。對于變負(fù)荷調(diào)整的鍋爐，引風(fēng)機(jī)入口壓力就隨風(fēng)量、燃料量變化，隨著負(fù)荷的增加，爐膛壓力增大，風(fēng)道阻力特性曲線平行上移。如果引風(fēng)機(jī)要維持爐膛壓力不變，就要開大引風(fēng)機(jī)動葉，使得風(fēng)機(jī)特性曲線一起上移，此時要引風(fēng)機(jī)調(diào)整滯后的話就有可能造成引風(fēng)機(jī)失速。（5）排煙溫度變化的影響。排煙溫度主要影響煙氣密度，由于升降負(fù)荷時，排煙溫度也隨之升降，特別冬季投入一、二次風(fēng)機(jī)入口暖風(fēng)器系統(tǒng)，暖

12、風(fēng)器的溫度升降，使得排煙溫度隨之升降，排煙溫度越低，密度越大，風(fēng)道阻力加大，也會造成引風(fēng)機(jī)失速。（6）風(fēng)機(jī)葉片葉形或者風(fēng)機(jī)本身制造的問題。5 預(yù)控措施與處理5.1 運(yùn)行中防止引風(fēng)機(jī)失速的措施（1）盡量避免低風(fēng)量高壓頭的運(yùn)行方式，避開風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定工作區(qū)。監(jiān)盤時，密切關(guān)注引風(fēng)機(jī)電流，根據(jù)以往失速工況發(fā)現(xiàn)偏離正常運(yùn)行區(qū)間應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整，主要調(diào)整方法是限制機(jī)組加負(fù)荷速率、減緩加、減一、二次風(fēng)的速率、設(shè)定爐膛負(fù)壓至當(dāng)前值等措施。（2）關(guān)注引風(fēng)機(jī)電流偏差，加負(fù)荷過程中如果相同的動葉開度引風(fēng)機(jī)電流偏差呈增加趨勢，或者某一臺引風(fēng)機(jī)動葉開度不正常增加時，或者相同的動葉開度引風(fēng)機(jī)電流偏大于10 a，就必須立即采取限

13、負(fù)荷減總風(fēng)量降低引風(fēng)機(jī)開度的措施，將電流偏差調(diào)平后再根據(jù)工況進(jìn)行加負(fù)荷等操作。（3）電袋除塵器差壓異常增大時，應(yīng)更換低灰分煤種降低飛灰含量，加大電除塵出力，降低電袋除塵器差壓，同時根據(jù)電袋除塵器差壓值對比以往運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制。保持電除塵電場的投入率，及時退出節(jié)能模式，保證電除塵的效率，及時振打、及時輸灰，防止積灰或者輸灰系統(tǒng)堵塞，應(yīng)保持兩側(cè)電除塵均衡運(yùn)行，防止兩側(cè)進(jìn)、出口差壓偏大。（4）減小煙氣密度影響，在冬季時要及時調(diào)整暖風(fēng)器的出口風(fēng)溫，防止排煙溫度過低，造成排煙密度大的影響。運(yùn)行中加強(qiáng)煤質(zhì)監(jiān)督，合理摻燒，特別是摻燒煤泥后應(yīng)高度關(guān)注燃煤灰分，灰分較大時應(yīng)及時更換煤種，盡量降低煙氣飛灰含量。特

14、別發(fā)生四管泄漏時，應(yīng)該及時停爐處理，防止空預(yù)器受熱面水蒸氣凝結(jié)造成粘性積灰。運(yùn)行中還要加強(qiáng)對空預(yù)器進(jìn)、出差壓的監(jiān)視，當(dāng)同等風(fēng)量、煤量下，空預(yù)器差壓增大時，應(yīng)該及時通知相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行分析，特別是在檢修時對受熱面和空預(yù)器積灰要進(jìn)行清理?？刂泼撓跸到y(tǒng)噴氨量，盡量采用煙氣側(cè)調(diào)節(jié)，關(guān)注氨逃逸值，防止大量氨水噴入不反應(yīng)導(dǎo)致空預(yù)器腐蝕或不凝結(jié)氨水造成空預(yù)器粘性積灰。（5）增加負(fù)荷時通知脫硫值班人員，漿液泵應(yīng)提前啟動，避開引風(fēng)機(jī)高負(fù)荷工況因漿液循環(huán)泵啟動造成擾動，在環(huán)保參數(shù)可控的范圍內(nèi)應(yīng)限制漿液泵運(yùn)行臺數(shù)。盡量避免高負(fù)荷啟動備用漿液循環(huán)泵如必須啟動應(yīng)在負(fù)荷穩(wěn)定時進(jìn)行，不可在負(fù)荷往上升的過程中進(jìn)行啟動。督促脫

15、硫值班員按定期工作要求及時地對吸收塔干濕界面處進(jìn)行沖洗，運(yùn)行中應(yīng)高度重視吸收塔差壓，吸收塔差壓增大時應(yīng)綜合分析，采取必要的措施降低阻力。（6）合理安排鍋爐吹灰，根據(jù)引風(fēng)機(jī)電流和系統(tǒng)阻力情況，尤其是高負(fù)荷期間，按照吹灰瞬間系統(tǒng)阻力增加800 pa的情況預(yù)判激波吹灰運(yùn)行條件，如果條件不滿足則不允許吹灰，盡量在引風(fēng)機(jī)出力較低的情況下安排吹灰。（7）為了預(yù)控引風(fēng)機(jī)失速，根據(jù)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出了阻力與電流的對應(yīng)規(guī)律，阻力越高對應(yīng)的引風(fēng)機(jī)電流控制值要越低，“脫硫島+除塵系統(tǒng)”阻力與引風(fēng)機(jī)電流對應(yīng)關(guān)系：#1爐4.0 kpa/360 a、#2爐4.0 kpa/375 a，差壓增大0.1 kpa對應(yīng)的引風(fēng)機(jī)電

16、流降低5 a，差壓較低可適當(dāng)增大引風(fēng)機(jī)電流。（8）為防止引風(fēng)機(jī)落入失速不穩(wěn)定區(qū)，風(fēng)量和爐膛負(fù)壓的調(diào)整應(yīng)緩慢平穩(wěn)，必要時將引風(fēng)機(jī)解至“手動”方式調(diào)整。防止過熱、再熱煙氣擋板大幅開關(guān)或者全關(guān)、全開對煙氣系統(tǒng)造成影響，因煙氣擋板流通的煙氣面積較大，大幅開關(guān)對煙氣流量影響較大，操作時應(yīng)確認(rèn)好后緩慢操作，避免對煙氣系統(tǒng)造成擾動引起引風(fēng)機(jī)入口壓力波動偏離正常工況發(fā)生失速。（9）提高風(fēng)機(jī)失速報(bào)警裝置的合理性和靈敏性，以便及早發(fā)現(xiàn)和處理。在原有的失速報(bào)警開關(guān)量發(fā)信號的基礎(chǔ)上增加一套模擬量測量裝置，運(yùn)行中可監(jiān)視引風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口差壓，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異?？杉皶r進(jìn)行調(diào)整，也可增設(shè)不同動葉擋板開度下風(fēng)機(jī)全壓升的報(bào)警，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行

17、工況點(diǎn)盡量躲開失速線。（10）運(yùn)行中增加風(fēng)量應(yīng)緩慢，鍋爐正常運(yùn)行中保證總風(fēng)量不超過額定總風(fēng)量1 080 knm3/h。（11）利用技改對煙道進(jìn)行改造或者對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行增容改造徹底解決因引風(fēng)機(jī)出力不夠造成的失速。5.2 引風(fēng)機(jī)發(fā)生失速后的處理（1）發(fā)生引風(fēng)機(jī)失速后，應(yīng)立即退出agc控制，根據(jù)情況降至相應(yīng)負(fù)荷，將2臺引風(fēng)機(jī)動葉均置手動，將鍋爐切至手動，減小煤量，通過降低一、二次風(fēng)機(jī)出力控制爐膛負(fù)壓正常，嚴(yán)禁開大失速風(fēng)機(jī)（特征是電流?。┑膭尤~。（2）風(fēng)量降低后氧量要通過調(diào)整煤量、風(fēng)量、負(fù)荷來操作，氧量調(diào)節(jié)要確保燃煤進(jìn)入后充分燃燒，防止因風(fēng)量不足導(dǎo)致大量燃煤進(jìn)入爐膛后氧量過低，再次加大風(fēng)量造成爆燃，加大

18、引風(fēng)機(jī)失速后的事故處理難度。（3）爐膛壓力要通過調(diào)整一、二風(fēng)量和引風(fēng)機(jī)動葉來操作，爐膛壓力的調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)?shù)陀谑贂r的最高值，盡量保證在+500 pa左右，否則當(dāng)失速的引風(fēng)機(jī)突然恢復(fù)正常出力后會有一個較大的負(fù)壓。具體操作步驟是，逐步關(guān)小2臺風(fēng)機(jī)的動葉開度，直至脫離不穩(wěn)定工作區(qū)（特征是2臺風(fēng)機(jī)電流接近），過程中失速風(fēng)機(jī)出力會突增，運(yùn)行人員要提前做好準(zhǔn)備，適當(dāng)提高爐膛負(fù)壓設(shè)定值。（4）一般電流降低較多引風(fēng)機(jī)可判斷為失速引風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)時將兩臺引風(fēng)機(jī)切至手動調(diào)節(jié)，控制運(yùn)行引風(fēng)機(jī)不過電流運(yùn)行。一、二次風(fēng)量根據(jù)爐膛負(fù)壓配合調(diào)整，逐漸降低運(yùn)行引風(fēng)機(jī)出力，并根據(jù)爐膛負(fù)壓情況進(jìn)行2臺引風(fēng)機(jī)的并列操作，引風(fēng)機(jī)并列操作時盡量保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行避免爐膛負(fù)壓大幅波動。（5）盡快將爐膛負(fù)壓等參數(shù)維持在正常值范圍，并加強(qiáng)引風(fēng)機(jī)振動、電流等參數(shù)監(jiān)視，防止在調(diào)