一次風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象原因分析及處理措施

1、一次風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象原因分析及處理措施摘要：國能銅陵電廠 630MW 機(jī)組一次風(fēng)機(jī)是軸流式雙級動葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)，是 鍋爐的重要輔機(jī)之一，針對 4 月 7 日和 4 月 15 日機(jī)組高負(fù)荷情況下分別發(fā)生兩 次 1A 一次風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的失速事件，從運(yùn)行現(xiàn)象、原因分析及處理方案以及結(jié)論等 詳細(xì)闡述了事件的經(jīng)過。關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機(jī)；失速；現(xiàn)象；原因分析引言一次風(fēng)機(jī)是鍋爐輔機(jī)（包括風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、空預(yù)器等）中運(yùn)行風(fēng)險較大的重 要設(shè)備之一，大容量機(jī)組都采用了軸流式雙極動葉可調(diào)風(fēng)機(jī)，電動機(jī)采用進(jìn)口滑 動軸承，取消電機(jī)稀油站。一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速后首先影響機(jī)組負(fù)荷和設(shè)備安全， 因此在規(guī)定時間內(nèi)必須進(jìn)行及時處理，防止設(shè)備損壞。本

2、例一次風(fēng)機(jī)失速原因是 1 號機(jī)組鍋爐空預(yù)器的差壓較高，帶 635MW 負(fù)荷時分別達(dá)到 1.6KPa 和 1.7KPa， 使一次風(fēng)機(jī)失速有了一個基本的條件。由于原煤潮濕，各磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門關(guān)小， 而熱風(fēng)調(diào)門開到接近最大，總的來說，風(fēng)機(jī)的管道特性曲線變陡并向左移動，更 接近風(fēng)機(jī) P-Q 曲線的失速分界點(diǎn)。一次風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)的相關(guān)參數(shù)如表 1：表 1 一次風(fēng)機(jī)及配套電機(jī)的相關(guān)參數(shù)風(fēng)機(jī)項(xiàng)目數(shù)值電機(jī)項(xiàng)目數(shù)值入口體積流量125.14 額定功率/kW1950/m3 S-183.18壓力/pa13089額定電壓/V600010023轉(zhuǎn)速/r min -11470額定電流/A210.3全壓效率/%84.85轉(zhuǎn)速/

3、r min -1493軸功率/kW1847功率因數(shù)/%0.9131 軸流式一次風(fēng)機(jī)失速特性軸流風(fēng)機(jī)的失速特性是由風(fēng)機(jī)的葉型等特性決定的1，同時也受到風(fēng)道阻 力等特性的影響，動葉調(diào)節(jié)軸流式一次風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖 1 所示，其中鞍形曲 線 M 為一次風(fēng)機(jī)不同安裝角的失速點(diǎn)連線，工況點(diǎn)落在鞍形曲線的左上方，均為 不穩(wěn)定工況區(qū)，這條線也稱為失速線。由圖中我們可以看出：（1）在同一葉片 角度下，管路阻力越大，風(fēng)機(jī)出口壓力越高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行越接近不穩(wěn)定工況區(qū)； （2）在管路阻力特性下，風(fēng)機(jī)動葉開度越大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)越接近不穩(wěn)定工況區(qū)。nD罠竝?丁、耀I(xiàn)t01nD罠竝?丁、耀I(xiàn)t01胎燒r阻丿曲蝎j叫片於發(fā)圖 1

4、 軸流式動葉調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)特性曲線2 一次風(fēng)機(jī)失速工況分析2.1 現(xiàn)象分析4月7日和4月15日分別發(fā)生兩次1A 一次風(fēng)機(jī)失速事件，當(dāng)時1號機(jī)組負(fù) 荷分別為612MW和630MW，經(jīng)運(yùn)行人員緊急事故處理，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。 但在高負(fù)荷下發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速，對機(jī)組的安全威脅極大。以下是兩次發(fā)生一次 風(fēng)機(jī)失速的事故分析：經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)兩次1A 次風(fēng)機(jī)失速時，1A、1B 次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓均較高，4 月7日1號機(jī)組負(fù)荷為612MW，1A、1B 次風(fēng)壓分別為11.9KPa/11.8KPa, 4月 15 日# 1機(jī)組負(fù)荷為630MW，1A、1B 次風(fēng)壓分別為12.0KPa/11.9KPa。一次風(fēng)機(jī) 出口壓力高是

5、造成一次風(fēng)機(jī)失速的主要原因，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)出口壓力越高，風(fēng)機(jī)的工 作點(diǎn)越接近失速分界點(diǎn)。但經(jīng)查找歷史曲線可知，并非壓力高于某值（如 11.9KPa）風(fēng)機(jī)就一定會失速，3月8日6:429:06 1A 一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓高于 12KPa運(yùn)行時間長達(dá)兩個多小時，風(fēng)機(jī)也未失速。4月7日1A 次風(fēng)機(jī)失速時，1A磨煤機(jī)檢修，總給煤量271.91 t/h,其余各 磨煤機(jī)碗口差壓分別為 2.81KPa、2.52KPa、3.11KPa、2.91KPa、2.93KPa，均未 達(dá)到報警值。4月15日1A 一次風(fēng)機(jī)失速時，總給煤量306t/h,各磨煤機(jī)碗口差 壓分別為 2.66KPa、2.72KPa、2.53KPa、2.78

6、KPa、2.68KPa、3.01KPa，也均未達(dá) 到報警值。初步判斷兩次1A 一次風(fēng)機(jī)失速均不是因磨煤機(jī)堵塞引起的。經(jīng)分析各磨煤機(jī)冷風(fēng)門開度可知，4月7日1A 一次風(fēng)機(jī)失速時，各磨煤機(jī)冷 風(fēng)調(diào)門開度均為0%。而4月15日1A 一次風(fēng)機(jī)失速時，各磨冷風(fēng)調(diào)門開度分別為 8.3%、0%、17.48%、11.45%、0%、31%，所有冷風(fēng)調(diào)門開度之和為68.23%。再分析一次風(fēng)機(jī)出口壓力較高，但未發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速的工況（見表2）：（1）3 月 8 日 6:429:06，1A、1B 一次風(fēng)機(jī)出 口風(fēng)壓 12.28KPa 和 12.11KPa, 電流141A和140A，動葉開度56.65%和67.7%。各

7、磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門開度分別為 25.47%、29.9%、39.2%、2.27%、16.5%、44.7%，所有冷風(fēng)調(diào)門開度之和為 158.04%。（2）3 月 29 日 6:067:44，1A、1B 次風(fēng)機(jī)出 口風(fēng)壓 12.03KPa 和11.93KPa，電流136A和136A，動葉開度50%和60.8%。各磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門開度分別為28%、30.2%、22.8%、11.6%、19.3%、46.2%，所有冷風(fēng)調(diào)門開度之和為158.1%。經(jīng)查找歷史曲線綜合分析可知，當(dāng)時1號機(jī)組鍋爐空預(yù)器的進(jìn)出口差壓較高 帶635MW負(fù)荷時分別達(dá)到1.6KPa和1.7KPa,使一次風(fēng)機(jī)失速有了一個基本的條 件（見表2）。

8、由于原煤潮濕，各磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門關(guān)小，而熱風(fēng)調(diào)門開到接近最 大,使系統(tǒng)阻力特性發(fā)生變化（見表3、表4）。總的來說,風(fēng)機(jī)的管道特性曲 線變陡并向左移動，更接近風(fēng)機(jī)P-Q曲線的失速分界點(diǎn)。在風(fēng)機(jī)失速前，一次風(fēng) 機(jī)動葉為了維持熱一次風(fēng)母管壓力,都逐漸開大（4月7日時一次風(fēng)機(jī)動葉開度 達(dá)到52.7%和63.7%, 4月15日達(dá)到了 62.59%和73.54%），又使風(fēng)機(jī)P-Q曲線的 失速點(diǎn)向右移動。這樣一次風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)略有變化，就有可能使風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)落入 失速區(qū)，使其發(fā)生失速。表2 A/B 次風(fēng)機(jī)失速前、后數(shù)據(jù)對比組負(fù)荷/MW風(fēng)1A/BA/A/A/BA組負(fù)荷/MW風(fēng)1A/BA/A/A/BABAB機(jī)一次風(fēng)機(jī)

9、B次B次一次風(fēng)一次一次一次一次狀失速前風(fēng)機(jī)失風(fēng)機(jī)失機(jī)失速風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)態(tài)速后速前后電流/A1124123151/109143/143168/108140141136136A/B 空 預(yù) 器 進(jìn) 出 口 差1.7/1.661.61/1.611.64/1.621.67/1.58壓/kpa表 3 系統(tǒng)阻力特性變化（4 月 7 日 1 號機(jī)組負(fù)荷為 612MW，A 磨檢修）項(xiàng)目A磨煤 機(jī)B磨煤 機(jī)C磨煤 機(jī)D磨煤機(jī)E磨煤機(jī)F磨煤 機(jī)總和煤量檢55554527/t h -1修4.614.374.57.624.741.91風(fēng)量檢99910948/t h -i修6.496.396.830.289.349.

10、33碗口差檢2232.2均壓/kpa修.81.52.1191.93未報警冷 4檢000000風(fēng)月7日修門開度3223216415/%月8日5.479.99.2.27.54.78.04表 4 系統(tǒng)阻力特性變化（4 月 15 日 1 號機(jī)組負(fù)荷為 630MW，D 磨煤種為褐煤）項(xiàng)目A磨煤機(jī)B磨煤機(jī)C磨煤機(jī)D磨煤機(jī)E磨煤機(jī)F磨煤機(jī)總和煤量/t h55545530_12.743.984.560.661.073.256.26風(fēng)量/t h99999957_14.594.066.065.295.746.191.93碗口差壓222223均/kpa.66.72.53.78.68.01未報警冷 4月8011036

11、8風(fēng)15日.37.481.451.23門開度3月23211415/%29日80.22.81.69.36.28.1注：磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)門投自動時，熱風(fēng)門調(diào)風(fēng)量，冷風(fēng)門調(diào)溫度據(jù)此分析，從該廠這兩次發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速情況看，均發(fā)生在機(jī)組高負(fù)荷運(yùn) 行，而 A/B 空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，各運(yùn)行磨煤機(jī)冷風(fēng)門開度關(guān)到最小，造成一次風(fēng)機(jī) 出口通道阻力過大、動葉開度大，落入風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定工況區(qū)是 A 一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速 的真正原因，因此應(yīng)加強(qiáng)空預(yù)器吹灰力度，有效調(diào)整各運(yùn)行磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)開度， 根據(jù)原煤濕度，保證冷風(fēng)門開度有調(diào)整裕度，并使同一風(fēng)壓下個磨煤機(jī)風(fēng)量大體 一致，各磨煤機(jī)出力大體一致，降低一次風(fēng)機(jī)出口通道阻力是解決一次風(fēng)

12、機(jī)失速 的根本措施。2.2 一次風(fēng)機(jī)失速后運(yùn)行人員將采取應(yīng)對措施（1）風(fēng)機(jī)失速后，運(yùn)行側(cè)一次風(fēng)機(jī)開度自動開到最大值 90%時切為手動，AGC自動切除，手動切至基本模式，降低機(jī)組負(fù)荷350400MW，手動調(diào)整燃水比, 逐步降低運(yùn)行磨煤機(jī)煤量降至3035t/h，如在機(jī)組高負(fù)荷時發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速， 應(yīng)立即手動停運(yùn)一到兩臺上層磨煤機(jī)運(yùn)行，保留四臺磨煤機(jī)運(yùn)行，防止磨煤機(jī)一 次風(fēng)量不滿足工況下發(fā)生堵煤現(xiàn)象，待負(fù)荷穩(wěn)定后，進(jìn)行兩臺一次風(fēng)機(jī)的并列。（2）迅速關(guān)小失速風(fēng)機(jī)動葉開度至 5%，防止設(shè)備損壞；（3）確定各運(yùn)行磨煤機(jī)一次風(fēng)量滿足的情況下，緩慢關(guān)小正常運(yùn)行一次風(fēng) 機(jī)動葉，維持風(fēng)機(jī)出口壓力達(dá)到88.5kpa

13、，防止風(fēng)機(jī)過電流運(yùn)行；（4）調(diào)整鍋爐主汽壓、主再熱汽溫度、爐膛風(fēng)量、負(fù)壓穩(wěn)定，防止燃燒擾 動較大；（5）監(jiān)視與調(diào)整凝汽器、除氧器等水位。3 預(yù)防一次風(fēng)機(jī)失速的措施由上述分析可見，確保一次風(fēng)道暢通，減小風(fēng)道阻力是徹底預(yù)防一次風(fēng)機(jī)失 速的根本。該廠針對一次風(fēng)機(jī)的失速制定了一些方案和相關(guān)技術(shù)措施：（1）加強(qiáng)配煤方式的調(diào)整，盡量不使用同一煤種，特別是不使用同一水份 較大的煤種上各原煤倉；（2）控制各一次風(fēng)機(jī)出口壓力小于11.7KPa,如無法滿足要求，應(yīng)請示值長 降低機(jī)組負(fù)荷；如機(jī)組負(fù)荷不能降低，一次風(fēng)機(jī)出口壓力必須維持在 11.7KPa 以上時， 可退出兩到三臺磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門自動，手動開大以上磨煤機(jī)的

14、冷風(fēng)調(diào)門，使所有 冷風(fēng)調(diào)門的開度之和至少大于 100%；如在機(jī)組高負(fù)荷時發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速，應(yīng)立即手動停運(yùn)一到兩臺上層磨 煤機(jī)運(yùn)行，保留四臺磨煤機(jī)運(yùn)行，待負(fù)荷穩(wěn)定后，進(jìn)行兩臺一次風(fēng)機(jī)的并列；如磨煤機(jī)碗口差壓高，磨煤機(jī)有堵塞現(xiàn)象，而磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)門在全關(guān)狀 態(tài)，此時可將冷、熱風(fēng)調(diào)門均解手動，開大冷風(fēng)調(diào)門，來保證磨煤機(jī)的通風(fēng)量， 防止磨煤機(jī)堵塞；當(dāng)一次風(fēng)機(jī)動葉開度大，但一次風(fēng)總量偏小，且一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓較高 時，應(yīng)加強(qiáng)調(diào)整，防止一次風(fēng)機(jī)失速；保持空預(yù)器受熱面的清潔，發(fā)現(xiàn)有堵塞現(xiàn)象時，加強(qiáng)吹灰力度；及時清理一次風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)上的雜物，保證入口風(fēng)道的暢通。4 結(jié)束語在電廠的實(shí)際運(yùn)行中，空預(yù)器受熱面積灰或風(fēng)門、擋板誤操作或一次風(fēng)壓調(diào) 整較高，都將造成風(fēng)道阻力增大，導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)工作在高風(fēng)壓、小流量的工況下 最終促使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在不穩(wěn)定工況區(qū)域是一次風(fēng)機(jī)失速的主要原因2。軸流風(fēng)機(jī) 風(fēng)壓、風(fēng)量、電流大幅降低后未發(fā)生脈動，風(fēng)機(jī)振動、動葉開度突增是判斷一次 風(fēng)機(jī)發(fā)生失速的重要依據(jù)。一旦一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速應(yīng)迅速、果斷地采取有效措施 正確處理，防止由于一次風(fēng)機(jī)失速引起鍋爐 MFT 的發(fā)生。針對這次一次風(fēng)機(jī)失速事件分析情況看，該廠 1 號機(jī)組鍋爐空預(yù)器的進(jìn)出口 差壓較高，帶635MW負(fù)荷時分別達(dá)到1.6KPa和1.7KPa,使一次風(fēng)機(jī)失速有了一 個基本的條件，因此，我廠將利用機(jī)組停運(yùn)檢修期間，