鄧順勇

摘 要：針對大型火力發(fā)電機組軸流式引風(fēng)機并列運行中出現(xiàn)的搶風(fēng)現(xiàn)象，對軸流風(fēng)機工作性能曲線進(jìn)行了理論分析，并提出了改進(jìn)方法。以大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程2臺600 MW機組運行工況為實例，進(jìn)行了一系列改進(jìn)實驗。結(jié)果表明，該改進(jìn)方法能夠有效解決軸流風(fēng)機并列運行出現(xiàn)的搶風(fēng)問題，提高鍋爐運行的安全性能，降低因搶風(fēng)引起的安全事故的發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：火電廠；發(fā)電機組；引風(fēng)機；搶風(fēng)現(xiàn)象

中圖分類號：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0051-02

隨著火力發(fā)電機組容量的不斷增大，300～600 MW機組逐漸成為國內(nèi)火力發(fā)電的主力機組。軸流風(fēng)機具有風(fēng)量大、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、效率高等優(yōu)點，在大型火力發(fā)電機組平衡通風(fēng)鍋爐的引、送風(fēng)機中得到了廣泛應(yīng)用。由于軸流風(fēng)機工作性能曲線存在不穩(wěn)定的工作區(qū)域，因此，在實際運行中會產(chǎn)生喘振、失速和并列運行搶風(fēng)等一系列影響穩(wěn)定運行的安全隱患。針對引風(fēng)機并列運行搶風(fēng)現(xiàn)象，提出了針對600 MW火電機組引風(fēng)機搶風(fēng)處理方法。

1 鍋爐風(fēng)機和風(fēng)煙系統(tǒng)存在的問題

以大型火電廠鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)采用的典型平衡通風(fēng)方式為例，實驗研究對象由2臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機、2臺雙級動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機和2臺入口靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機組成。為了滿足火電廠達(dá)標(biāo)排放要求，增加了由預(yù)洗塔和吸收塔構(gòu)成的兩塔串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)的煙氣脫硫系統(tǒng)。

脫硫系統(tǒng)設(shè)計有增壓風(fēng)機與引風(fēng)機串聯(lián)的運行方式，但正常運行中脫硫增壓風(fēng)機動葉開度大，受增壓風(fēng)機自身缺陷限制（入口導(dǎo)葉開到一定程度，風(fēng)機振動大，不能長期在80%開度以上運行），不能滿足正常滿負(fù)荷運行引風(fēng)機出口微負(fù)壓運行的要求。大負(fù)荷運行時引風(fēng)機后，煙氣系統(tǒng)阻力增加而偏離設(shè)計值。

引風(fēng)機運行過程中不斷抽出爐膛產(chǎn)生的煙塵和過剩的空氣混合物，并維持爐膛一定負(fù)壓運行，介質(zhì)經(jīng)過爐膛、水平煙道、垂直煙道、脫硝、空氣預(yù)熱器、電除塵和增壓風(fēng)機脫硫系統(tǒng)到煙囪的過程，要克服各級各段受熱面和系統(tǒng)的流程阻力。此外，實際運行中負(fù)荷、積灰、結(jié)焦、燃燒工況變化等都會影響系統(tǒng)阻力變化，造成并列運行投爐膛壓力自動調(diào)整的引風(fēng)機工況點頻頻變動，在低負(fù)荷運行時易進(jìn)入不穩(wěn)定工況區(qū)，從而導(dǎo)致?lián)岋L(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。

此外，空預(yù)器材質(zhì)長期運行過程中受低溫腐蝕和磨損的雙重作用，使部分蓄熱元件破碎，造成通道堵塞，加之空預(yù)器積灰，增大了空預(yù)器阻力和引風(fēng)機運行入口煙道阻力。因此，低負(fù)荷運行引風(fēng)機出口壓力正壓維持不變，造成風(fēng)機運行在不穩(wěn)定工況區(qū)幾率大增，負(fù)荷在330 MW以下運行時，兩臺風(fēng)機并列運行常出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象。以下為韓城第二發(fā)電公司1號機組負(fù)荷在300 MW時，引風(fēng)機發(fā)生搶風(fēng)前、后參數(shù)變化情況。

搶風(fēng)前參數(shù)（B/A）：增壓風(fēng)機入口風(fēng)壓+108 Pa，預(yù)熱器差壓1.1～1.26 kPa，引風(fēng)機電流116～118 A，引風(fēng)機入口導(dǎo)葉開度39%～40%，引風(fēng)機出口壓力0.09～0.13 kPa，引風(fēng)機入口壓力-2.2 kPa。

搶風(fēng)后參數(shù)（B/A）：增壓風(fēng)機入口風(fēng)壓+124 Pa，預(yù)熱器差壓1.1～1.07 kPa，引風(fēng)機電流110～135 A，引風(fēng)機入口導(dǎo)葉開度39%～54%，引風(fēng)機出口壓力0.09～0.13 kPa，引風(fēng)機入口壓力-1.7～-1.4 kPa。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，隨著機組負(fù)荷的降低，煙風(fēng)流量減小，引風(fēng)機運行工況不穩(wěn)定。如果系統(tǒng)發(fā)生微小擾動，比如脫硫增壓風(fēng)機調(diào)整不及時、空預(yù)器長時間不吹灰等工況，引風(fēng)機工作點進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)域，則會出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象。

2 靜葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機“搶風(fēng)”理論分析

“搶風(fēng)”是指并聯(lián)運行特性完全一樣的兩臺風(fēng)機，其中一臺風(fēng)量特別大，而另一臺風(fēng)量卻很小，但風(fēng)機的電流仍相差很大，此時如果稍有干擾（比如開大小風(fēng)量風(fēng)機的進(jìn)口導(dǎo)葉，或關(guān)小大風(fēng)量風(fēng)機的進(jìn)口導(dǎo)葉），這兩臺風(fēng)機的風(fēng)量和電流就會相互交換，造成爐膛負(fù)壓劇烈波動，嚴(yán)重時會因其中一臺風(fēng)機風(fēng)量過大導(dǎo)致電動機過電流而損壞。因為兩臺靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機并列運行，風(fēng)機的實際運行狀態(tài)不僅取決于其本體的性能，還取決于整個管路的特性，風(fēng)機的工作點即是風(fēng)機性能曲線與風(fēng)道特性曲線的交點。當(dāng)風(fēng)道的特性曲線與兩臺風(fēng)機的合成性能曲線交于駝峰點后時，可形成穩(wěn)定工況；如果風(fēng)道的特性曲線與兩臺風(fēng)機的性能曲線交于駝峰前，則進(jìn)入搶風(fēng)區(qū)，兩個風(fēng)機的工作點受到擾動就會互換。

因此，避免風(fēng)機搶風(fēng)的根本措施是防止工作點落在搶風(fēng)區(qū)域內(nèi)。一旦發(fā)生搶風(fēng)現(xiàn)象，應(yīng)及時采取措施使風(fēng)機工作點離開搶風(fēng)區(qū)，比如減小系統(tǒng)阻力，使管網(wǎng)阻力曲線變緩，從而使風(fēng)機回到穩(wěn)定工作區(qū)。

3 改進(jìn)方法和結(jié)果分析

根據(jù)理論分析可知，使風(fēng)機運行工作點離開搶風(fēng)區(qū)，即可使風(fēng)機回到穩(wěn)定工作區(qū)。因此，在保證增壓風(fēng)機運行工況穩(wěn)定的前提下，在機組減負(fù)荷過程中，尤其是機組負(fù)荷低于350 MW時，可采取以下幾種方法使風(fēng)機回到穩(wěn)定工作區(qū)：①調(diào)整維持增壓風(fēng)機入口負(fù)壓運行，以降低引風(fēng)機出口系統(tǒng)阻力；②加強空預(yù)器定期吹灰，合理控制空預(yù)器吹灰間隔時間和頻次；③利用機組停運機會，對空預(yù)器和脫硫預(yù)洗塔除霧器進(jìn)行徹底沖洗，以減小煙道阻力，使風(fēng)機運行中工況得到徹底改善；④通過停機狀態(tài)下改造預(yù)熱器受熱面，將冷端受熱面換成防腐、防磨的材料；⑤嚴(yán)格控制排煙溫度高于露點溫度，以防止預(yù)熱器低溫腐蝕。

經(jīng)采取以上方法優(yōu)化后，在300 MW負(fù)荷時引風(fēng)機并列運行穩(wěn)定，運行參數(shù)（B/A）如下：增壓風(fēng)機入口風(fēng)壓-168 Pa，預(yù)熱器差壓0.5～0.6 kPa，引風(fēng)機電流109～110 A，引風(fēng)機入口導(dǎo)葉開度29%～30%，引風(fēng)機出口壓力-0.07～-0.06 kPa，引風(fēng)機入口壓力-1.4～-1.3 kPa。經(jīng)過一段時間的實驗，證明在該工況下能夠避免搶風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)論

通過以上分析和實驗結(jié)果證明，該改進(jìn)方法能夠有效避免軸流風(fēng)機并列運行出現(xiàn)的搶風(fēng)現(xiàn)象，顯著提高鍋爐低負(fù)荷運行的安全性能，避免了此類異常事故引起的安全隱患。采取規(guī)范受熱面吹灰、定期沖洗等措施，降低了廠用電率和發(fā)電煤耗，提高了鍋爐效率，降低了發(fā)電成本。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕