引言

目前環(huán)保要求越來越嚴格,許多火電機組都必須進行超低排放改造才能達到國家規(guī)定的排放標準。但是超低排放改造如果考慮不周就會導致引風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,將給引風機的安全運行帶來很大威脅。同時,空預器密封性能下降、空預器堵塞、煤質較差、脫硫系統(tǒng)差壓增大等都會造成引風機工況的惡化,如果引風機運行在性能不穩(wěn)定區(qū)域,運行人員未及時發(fā)現(xiàn),將會導致引風機失速事故的發(fā)生。

1設備概況介紹

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機,引風機型號YA17048-8Z,為成都電力機械廠的動葉可調軸流風機,電機功率5800kw,額定電流400A,風機設計BMCR工況全壓9.1kPa。

2事故經過

2018-04-01T19:10,#2機組投ACE模式,負荷560Mw,煤量317t/h,給水流量1660t/h,六臺磨煤機,A/B側引、送、一次風機投自動運行,爐膛負壓-90Pa,A/B引風機動葉開度95%/96%,A/B引風機電流230A/237A,A引風機進出口靜壓差9.6kPa,A空預器差壓2.15kPa,脫硫吸收塔除霧器差壓2kPa。19:13:53,A引風機電流突然降至113A,同時,B引風機電流突增至370A,引風機動葉全開至100%,爐膛負壓突增至＋1700Pa。19:14:08,運行人員降低機組負荷,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、送風機自動,手動關小送風機動葉,爐膛負壓降至＋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,手動關閉A引風機動葉至35%,調整爐膛負壓至-110Pa。19:30,重新并列引風機成功,陸續(xù)投入機組協(xié)調方式。

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時引風機動葉已經全開,從風機性能曲線可以明顯看出風機已處于不穩(wěn)定區(qū)域的邊緣處,運行工況稍有擾動風機就會進入失速區(qū)。

(2）空預器漏風較設計值明顯增大,通過電科院技術人員測試A/B空預器漏風率達15%/10%,遠遠超過設計值。大量空氣通過空預器漏入煙氣側,煙氣容積流量增大,漏風點后煙道阻力相應增大,引風機的工作點進一步沿阻力特性曲線向右上方移動,靠近理論失速線,風機安全裕量進一步降低。

(3）引增合一后,引風機出口脫硫煙道阻力因煤質硫分增加而增大。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計值流量,煙氣流量的增加必然導致煙氣系統(tǒng)阻力增大,引風機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動,風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,導致空預器冷端換熱元件硫酸氫氨板結,空預器差壓高負荷時高達3kPa,遠高于正常運行差壓高報警值1.5kPa,導致引風機進出口靜壓差大大增加,引風機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動,風機發(fā)生失速的風險明顯增大。

(5）因未按規(guī)定沖洗,脫硫吸收塔除霧器差壓較設計值明顯增大,最高達2000Pa。通過調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荷時只有280Pa。除霧器差壓較原來增加1700Pa,導致引風機出口阻力大大增加,引風機靜壓差也隨之顯著增加,高負荷工況,引風機的靜壓差會超過風機廠規(guī)定的設計值,風機會進入失速區(qū)。

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

4處理原則和預防措施

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

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

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

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

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

(6）加強對煙道等負壓系統(tǒng)漏風的治理,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)異常要及時調整。

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

(9）嚴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水平培訓,能有效避免風機失速事故的發(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行處理。

5結語

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