引言

目前環(huán)保要求越來越嚴(yán)格,許多火電機組都必須進(jìn)行超低排放改造才能達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。但是超低排放改造如果考慮不周就會導(dǎo)致引風(fēng)機出口至煙囪之間的系統(tǒng)阻力增加,如果增加的阻力較大,將給引風(fēng)機的安全運行帶來很大威脅。同時,空預(yù)器密封性能下降、空預(yù)器堵塞、煤質(zhì)較差、脫硫系統(tǒng)差壓增大等都會造成引風(fēng)機工況的惡化,如果引風(fēng)機運行在性能不穩(wěn)定區(qū)域,運行人員未及時發(fā)現(xiàn),將會導(dǎo)致引風(fēng)機失速事故的發(fā)生。

1設(shè)備概況介紹

某電廠共有兩臺2×660Mw超臨界機組,每臺機組配兩臺汽動引風(fēng)機,引風(fēng)機型號YA17048-8Z,為成都電力機械廠的動葉可調(diào)軸流風(fēng)機,電機功率5800kw,額定電流400A,風(fēng)機設(shè)計BMCR工況全壓9.1kPa。

2事故經(jīng)過

2018-04-01T19:10,#2機組投ACE模式,負(fù)荷560Mw,煤量317t/h,給水流量1660t/h,六臺磨煤機,A/B側(cè)引、送、一次風(fēng)機投自動運行,爐膛負(fù)壓-90Pa,A/B引風(fēng)機動葉開度95%/96%,A/B引風(fēng)機電流230A/237A,A引風(fēng)機進(jìn)出口靜壓差9.6kPa,A空預(yù)器差壓2.15kPa,脫硫吸收塔除霧器差壓2kPa。19:13:53,A引風(fēng)機電流突然降至113A,同時,B引風(fēng)機電流突增至370A,引風(fēng)機動葉全開至100%,爐膛負(fù)壓突增至＋1700Pa。19:14:08,運行人員降低機組負(fù)荷,投運A磨煤機等離子穩(wěn)燃。19:15:15,解除鍋爐主控自動,解除引、送風(fēng)機自動,手動關(guān)小送風(fēng)機動葉,爐膛負(fù)壓降至＋490Pa。19:17:31,手動停運C磨煤機:19:17:41,手動停運F磨煤機:19:20:19,手動關(guān)閉A引風(fēng)機動葉至35%,調(diào)整爐膛負(fù)壓至-110Pa。19:30,重新并列引風(fēng)機成功,陸續(xù)投入機組協(xié)調(diào)方式。

3失速原因分析

(1）#2機組長周期運行400天,煙道阻力明顯增加,通常在550Mw時引風(fēng)機動葉已經(jīng)全開,從風(fēng)機性能曲線可以明顯看出風(fēng)機已處于不穩(wěn)定區(qū)域的邊緣處,運行工況稍有擾動風(fēng)機就會進(jìn)入失速區(qū)。

(2）空預(yù)器漏風(fēng)較設(shè)計值明顯增大,通過電科院技術(shù)人員測試A/B空預(yù)器漏風(fēng)率達(dá)15%/10%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計值。大量空氣通過空預(yù)器漏入煙氣側(cè),煙氣容積流量增大,漏風(fēng)點后煙道阻力相應(yīng)增大,引風(fēng)機的工作點進(jìn)一步沿阻力特性曲線向右上方移動,靠近理論失速線,風(fēng)機安全裕量進(jìn)一步降低。

(3）引增合一后,引風(fēng)機出口脫硫煙道阻力因煤質(zhì)硫分增加而增大。據(jù)統(tǒng)計,燃煤硫分較去年同期增加約0.5%,同工況下引風(fēng)機出口壓力增加約2kPa:燃煤熱值低于同期約120kca1,而入爐煤的熱值降低、煤量增加又直接使得鍋爐煙氣的實際容積流量高于額定工況下的設(shè)計值流量,煙氣流量的增加必然導(dǎo)致煙氣系統(tǒng)阻力增大,引風(fēng)機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動,風(fēng)機安全裕量大大降低。

(4）脫硝系統(tǒng)噴氨量存在分布不均、過噴現(xiàn)象,導(dǎo)致空預(yù)器冷端換熱元件硫酸氫氨板結(jié),空預(yù)器差壓高負(fù)荷時高達(dá)3kPa,遠(yuǎn)高于正常運行差壓高報警值1.5kPa,導(dǎo)致引風(fēng)機進(jìn)出口靜壓差大大增加,引風(fēng)機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動,風(fēng)機發(fā)生失速的風(fēng)險明顯增大。

(5）因未按規(guī)定沖洗,脫硫吸收塔除霧器差壓較設(shè)計值明顯增大,最高達(dá)2000Pa。通過調(diào)取以前除霧器正常運行狀況時參數(shù)得知,原來除霧器差壓在高負(fù)荷時只有280Pa。除霧器差壓較原來增加1700Pa,導(dǎo)致引風(fēng)機出口阻力大大增加,引風(fēng)機靜壓差也隨之顯著增加,高負(fù)荷工況,引風(fēng)機的靜壓差會超過風(fēng)機廠規(guī)定的設(shè)計值,風(fēng)機會進(jìn)入失速區(qū)。

(6）運行人員技術(shù)水平欠缺,專業(yè)培訓(xùn)存在不足。對于在引風(fēng)機正常運行時重點監(jiān)視哪些參數(shù),如何判斷引風(fēng)機處于不穩(wěn)定區(qū)未進(jìn)行重點培訓(xùn),當(dāng)引風(fēng)機已經(jīng)處于接近失速狀態(tài)時,運行人員不能正確判斷,不能及時采取措施,導(dǎo)致引風(fēng)機失速。

4處理原則和預(yù)防措施

(1）機組帶高負(fù)荷時,引風(fēng)機失速尤其大,處理不當(dāng)將會導(dǎo)致爐膛超壓,鍋爐滅火。處理原則!:首先速降低機組負(fù)荷,快動緊停兩臺磨煤機,減小送風(fēng)量,控制爐膛負(fù)壓。其次及時解除失速引風(fēng)機動葉自動,快速將失速引風(fēng)機動葉關(guān)至35%左右,使失速風(fēng)機脫離失速區(qū),避免風(fēng)機長時間失速,發(fā)生共振,損壞風(fēng)機。

(2）控制入爐煤煤質(zhì)與設(shè)計煤種的偏差在允許的合理范圍內(nèi),尤其是熱值、硫分、灰分等指標(biāo)。每天定期化驗入爐煤煤質(zhì),發(fā)現(xiàn)偏差大要及時進(jìn)行調(diào)整上煤方式。同時要保證入廠煤煤質(zhì)穩(wěn)定,運行人員上煤要做到精細(xì)化,確保機組高負(fù)荷時鍋爐各系統(tǒng)運行正常,煙氣容積量在設(shè)計范圍內(nèi),避免引風(fēng)機在惡劣工況下運行。

(3）在DCS畫面增加風(fēng)機出入口靜壓差報警,當(dāng)風(fēng)機靜壓差達(dá)到9kPa時報警,提示運行人員風(fēng)機已接近失速區(qū),應(yīng)停止增加負(fù)荷。同時增加兩臺風(fēng)機電流偏差大于10A報警,提醒運行人員及時調(diào)整偏差,保證兩臺風(fēng)機出力平衡。增加風(fēng)機動葉開度大于90%及風(fēng)機電流大于340A報警,避免風(fēng)機過負(fù)荷。

(4）對風(fēng)機失速報警開關(guān)設(shè)定值進(jìn)行定期整定,同時利用檢修機會檢查風(fēng)機失速探頭的安裝位置是否合理,保證到達(dá)報警值時必須觸發(fā)報警。風(fēng)機失速大部分是從局部失速引發(fā)的,但局部失速時,風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓、電流沒有明顯變化,從參數(shù)上不易判斷,所以風(fēng)機失速探頭的靈敏度是決定能否提前發(fā)現(xiàn)失速的關(guān)鍵因素。此次引風(fēng)機失速事故發(fā)生時失速報警未動作,失去了提醒運行人員進(jìn)行調(diào)整的作用。因此需要不斷進(jìn)行試驗,科學(xué)整定失速開關(guān)設(shè)定值,定期認(rèn)真檢查失速元件,確保失速裝置準(zhǔn)確可靠動作。

(5）加強對空預(yù)器漏風(fēng)率的治理。正常運行中要定期測量空預(yù)器漏風(fēng)率,發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)率偏高要認(rèn)真分析原因,利用停機檢修機會對空預(yù)器的密封部件進(jìn)行檢查,更換損壞的密封元件,調(diào)整密封間隙,確保空預(yù)器的漏風(fēng)率在設(shè)計值范圍內(nèi)。

(6）加強對煙道等負(fù)壓系統(tǒng)漏風(fēng)的治理,發(fā)現(xiàn)漏點及時封堵處理,盡量減小煙氣容積量。

(7）嚴(yán)格控制脫硝系統(tǒng)的噴氨量,合理優(yōu)化噴氨方案,確保各噴嘴的噴氨量分布均勻,加強對氨氣逃逸率的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常要及時調(diào)整。

(8）嚴(yán)密監(jiān)視空預(yù)器差壓的變化趨勢,發(fā)現(xiàn)差壓增大要及時分析原因,采取措施。可通過增加空預(yù)器吹灰的次數(shù),提高空預(yù)器冷端溫度,控制噴氨量等快段來降低空預(yù)器差壓。如果采取以上措施后差壓仍沒有減小趨勢,要果斷進(jìn)行空預(yù)器在線沖洗,通過在線沖洗能有效降低空預(yù)器差壓:同時利用檢修機會徹底清理空預(yù)器受熱元件內(nèi)板結(jié)的積存物。

(9）嚴(yán)格落實吸收塔除霧器的沖洗規(guī)定,不但要保證沖洗頻率,同時要保證沖洗壓力。在DCS畫面增加除霧器差壓、吸收塔壓力高I/高Ⅱ報警值,方便運行人員及時發(fā)現(xiàn)異常。

(10）通過仿真機和事故演練等途徑,有針對性地加強運行人員技術(shù)水平培訓(xùn),能有效避免風(fēng)機失速事故的發(fā)生,同時使運行人員在發(fā)生失速事故時能沉著冷靜地進(jìn)行處理。

5結(jié)語

雙級動葉可調(diào)軸流引風(fēng)機隨著負(fù)荷的增大,工作點逐漸靠近理論失速線,風(fēng)機安全裕量逐漸減小,負(fù)荷越高風(fēng)機發(fā)生失速的可能性越大。正常運行時,要保證入爐煤發(fā)熱量與設(shè)計煤種的發(fā)熱量偏差在規(guī)定范圍內(nèi),不能嚴(yán)重低于設(shè)計煤種,否則高負(fù)荷工況時煤量遠(yuǎn)大于設(shè)計值,煙氣量會大大增加。同時要加強對空預(yù)器和煙道漏風(fēng)的治理,避免空氣大量漏入煙氣中,導(dǎo)致煙氣容積和煙道阻力不正常增大,嚴(yán)重威脅風(fēng)機的安全運行。總之,要不斷落實設(shè)備治理和優(yōu)化調(diào)整,保證風(fēng)機工作在穩(wěn)定區(qū)域,才能避免風(fēng)機發(fā)生失速。