1、并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速原因分析與處理作者：侯凡軍1，耿莉2，王家新1，韓小剛1摘要：某電廠2×660MW超臨界機(jī)組5號(hào)鍋爐為單爐膛、一次中間再熱螺旋管圈直流爐，采用直流燃燒器四角切圓燃燒方式，24只燃燒器分6層布置于爐膛下部四角。設(shè)計(jì)煤種為兗州地區(qū)煙煤。在鍋爐吹管和機(jī)組帶負(fù)荷試運(yùn)行期間，送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)先后發(fā)生失速，造成鍋爐滅火。一、失速情況1.1 設(shè)備煙風(fēng)系統(tǒng)5號(hào)鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)配2臺(tái)FAF26.6-12.5-1型動(dòng)葉可調(diào)軸流送風(fēng)機(jī)，動(dòng)葉調(diào)節(jié)范圍為-30°+15°。送風(fēng)機(jī)入口接大氣，2臺(tái)送風(fēng)機(jī)出口設(shè)有冷風(fēng)聯(lián)絡(luò)門(mén)，空氣預(yù)熱器出口有熱風(fēng)聯(lián)絡(luò)管，空氣經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器加熱后分左

2、、右兩路進(jìn)入鍋爐兩側(cè)大風(fēng)箱。制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)正壓直吹式，配6臺(tái)ZGM113G型中速輥式磨煤機(jī)、2臺(tái)PFA18-13.3-2型動(dòng)葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)范圍為-30°+15°，一次風(fēng)機(jī)入口接大氣，出口分成兩路，一路經(jīng)三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器加熱送至熱風(fēng)母管，另一路作為壓力冷風(fēng)直接接入冷風(fēng)母管。每臺(tái)磨煤機(jī)分別從冷、熱風(fēng)母管中獲得所需的一次風(fēng)，通過(guò)調(diào)整一次風(fēng)的冷、熱風(fēng)配比控制磨煤機(jī)出口溫度。送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。1.2 送風(fēng)機(jī)失速情況在進(jìn)行送風(fēng)機(jī)的并列解列試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)A、B送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開(kāi)度達(dá)到65%左右時(shí)，A送風(fēng)機(jī)發(fā)生失速；在5號(hào)鍋爐吹管及整套試運(yùn)期間，A

3、送風(fēng)機(jī)也發(fā)生過(guò)失速。送風(fēng)機(jī)并列解列試驗(yàn)時(shí)失速過(guò)程如下：試驗(yàn)時(shí)A、B送風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，調(diào)節(jié)2臺(tái)送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度，A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度為65%，風(fēng)機(jī)電流為83.6A，B送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度為72%，風(fēng)機(jī)電流為86.4A。風(fēng)機(jī)出口壓力為1.86kPa，總風(fēng)量為1385t/h，風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度加至67%時(shí)，A送風(fēng)機(jī)電流和出口壓力突然下降，軸承振動(dòng)增大到8.5mm/s，接近跳機(jī)值10mm/s，送風(fēng)機(jī)出現(xiàn)強(qiáng)烈噪聲，判斷發(fā)生失速，將A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度降到65%以下，失速現(xiàn)象消失。因此，為了防止A送風(fēng)機(jī)發(fā)生失速，A送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉最大開(kāi)度不能大于65%，但機(jī)組帶600MW負(fù)荷時(shí)，爐膛出口氧量只有1.5%左右。A送風(fēng)

4、機(jī)的失速嚴(yán)重制約了鍋爐帶負(fù)荷能力，機(jī)組無(wú)法進(jìn)行168h滿負(fù)荷試運(yùn)行。1.3 一次風(fēng)機(jī)失速情況在制粉系統(tǒng)投運(yùn)過(guò)程中，A、B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度在30%、65%、95%時(shí)，一次風(fēng)機(jī)曾多次發(fā)生失速，其中一次失速過(guò)程如下:2006年10月10日7:49左右，機(jī)組負(fù)荷60OMW，A一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度為94.7%，電流為167A，B一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度為95.0%，電流為171A，風(fēng)機(jī)出口壓力14.2kPa，一次風(fēng)總風(fēng)量394t/h。運(yùn)行中B一次風(fēng)機(jī)電流突然減小，風(fēng)機(jī)出口壓力隨之降低，B磨煤機(jī)因風(fēng)量低跳閘，鍋爐滅火觸發(fā)總?cè)剂咸l(MFT)。失速時(shí)參數(shù)變化如圖1所示。二、送風(fēng)機(jī)失速原因分析與處理技術(shù)交流為找出A送風(fēng)機(jī)

5、發(fā)生失速原因，對(duì)A、B送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了出力對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)中，送風(fēng)機(jī)出口至鍋爐爐膛風(fēng)道上的所有風(fēng)門(mén)狀態(tài)保持不變，通過(guò)引風(fēng)機(jī)調(diào)整爐膛負(fù)壓，記錄不同動(dòng)葉開(kāi)度下的送風(fēng)機(jī)電流、出口壓力、風(fēng)量及振動(dòng)值，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，A、B送風(fēng)機(jī)的出力偏差隨著動(dòng)葉開(kāi)度的加大逐漸變大，最大可達(dá)300t/h。在相同的動(dòng)葉開(kāi)度下，A送風(fēng)機(jī)的出力比B送風(fēng)機(jī)的出力低，但A送風(fēng)機(jī)的電流卻比B送風(fēng)機(jī)的電流大，即A送風(fēng)機(jī)電功率比B送風(fēng)機(jī)的大，表明A送風(fēng)機(jī)的效率比B送風(fēng)機(jī)效率低。對(duì)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，送風(fēng)機(jī)制造廠認(rèn)為是由管道系統(tǒng)引起，因此對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)管道、空氣預(yù)熱器、暖風(fēng)器的積灰情況和所有風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)情況、風(fēng)機(jī)入口消音器阻力進(jìn)行了詳細(xì)檢查

6、，結(jié)果送風(fēng)管道系統(tǒng)正常。隨后打開(kāi)風(fēng)機(jī)人孔門(mén)對(duì)送風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)A送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉安裝反向(正確的安裝見(jiàn)圖3)。軸流風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉的作用是消除動(dòng)葉出口氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使這部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能，最后沿軸向流出。出口導(dǎo)葉安裝反向，氣流在導(dǎo)葉內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生撞擊和渦流，降低了風(fēng)機(jī)出力和風(fēng)機(jī)效率，因此風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉安裝反向是造成A送風(fēng)機(jī)失速的主要原因。更換A送風(fēng)機(jī)出口導(dǎo)葉需要4天時(shí)間，因此臨時(shí)將導(dǎo)葉的前端割去lOcm，以降低反向安裝的出口導(dǎo)葉對(duì)風(fēng)機(jī)出力的影響。實(shí)施后對(duì)A B送風(fēng)機(jī)進(jìn)行出力對(duì)比試驗(yàn)表明，A、B送風(fēng)機(jī)的最大出力偏差減小到1OOt/h左右，A送風(fēng)機(jī)的出力明顯增加。送風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，A、B送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度

7、在80%以內(nèi)，送風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐膛出口氧量達(dá)3.0%，滿足滿負(fù)荷運(yùn)行要求。三、一次風(fēng)機(jī)失速原因分析和處理對(duì)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了出力對(duì)比試驗(yàn)，風(fēng)機(jī)性能基本相同；對(duì)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的就地動(dòng)葉開(kāi)度進(jìn)行了檢查，開(kāi)度基本一致。據(jù)此，認(rèn)為造成一次風(fēng)機(jī)失速的原因主要是制粉系統(tǒng)阻力過(guò)大。制粉系統(tǒng)阻力過(guò)大的原因有：(1)制粉系統(tǒng)投運(yùn)初期，磨煤機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)溫自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)還未投入，為了防止送粉管道堵管，磨煤機(jī)的通風(fēng)量控制在85t/h左右，通風(fēng)量較大，磨煤機(jī)的通風(fēng)阻力也隨之增大。只要一次風(fēng)速大于18m/s，就可以防止煤粉在管道內(nèi)的沉積、滿足煤粉的輸運(yùn)要求。一次風(fēng)速為18m/s時(shí)，一次風(fēng)的質(zhì)量流量約72t/

8、h。在磨煤機(jī)入口，設(shè)有磨煤機(jī)通風(fēng)量測(cè)量裝置，但測(cè)量值不包括密封風(fēng)量和煤的水分在磨煤機(jī)中產(chǎn)生的水蒸汽量。在1臺(tái)磨煤機(jī)中，這兩部分風(fēng)量之和約6t/h，因此磨煤機(jī)通風(fēng)量測(cè)量值只要大于66t/h就可以保證一次風(fēng)速大于18m/s。為了保證煤粉前期充分燃燒，隨著磨煤機(jī)出力的增加，一次風(fēng)量也應(yīng)增加。對(duì)于煙煤，磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)風(fēng)煤比保持在1.8左右比較合適。根據(jù)廠家提供的曲線，當(dāng)磨煤機(jī)制粉出力在42t/h時(shí)，風(fēng)煤比達(dá)到2.1，風(fēng)量偏大，因此對(duì)風(fēng)量調(diào)節(jié)曲線進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后的風(fēng)量調(diào)節(jié)曲線，當(dāng)磨煤機(jī)制粉出力在(4055)t/h時(shí)，風(fēng)煤比可保持在1.8左右，如圖4所示。(2)根據(jù)磨煤機(jī)運(yùn)行要求，粗粉分離器出口溫度控

9、制在(70100)之間，調(diào)試期間將磨煤機(jī)出口溫度控制在85左右，此時(shí)磨煤機(jī)入口熱風(fēng)門(mén)基本全開(kāi)，而入口冷風(fēng)門(mén)開(kāi)度一般在30%以下，從而增加了系統(tǒng)阻力。根據(jù)入爐煤質(zhì)，將磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物的溫度控制在70左右，即可滿足燃燒要求。因此，將磨煤機(jī)出口溫度調(diào)低，使熱風(fēng)門(mén)開(kāi)度和冷風(fēng)門(mén)開(kāi)度都在60%以上，系統(tǒng)阻力有了明顯的下降。根據(jù)風(fēng)機(jī)理論失速線和一次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，規(guī)定了不同動(dòng)葉開(kāi)度下一次風(fēng)壓操作上限如表2所示。采取該措施后，在168h試運(yùn)行期間，一次風(fēng)機(jī)未發(fā)生失速。四、防止軸流風(fēng)機(jī)失速的措施(1)對(duì)于送風(fēng)系統(tǒng)，可采取調(diào)整空氣預(yù)熱器密封間隙降低漏風(fēng)率，定期對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)行吹灰、定期清理暖風(fēng)器等來(lái)降低系統(tǒng)阻力。此外，滿足煤粉輸送和燃燒要求的前提下，盡量降低磨煤機(jī)的通風(fēng)量；通過(guò)鍋爐和制粉系統(tǒng)的性能試驗(yàn)，確定合理的分離器擋板開(kāi)度；降低磨煤機(jī)出口溫度，使磨煤機(jī)進(jìn)口冷風(fēng)門(mén)開(kāi)度增大；調(diào)整空氣預(yù)熱器的密封間隙，降低一次風(fēng)漏風(fēng)量；必要時(shí)將風(fēng)量分配至備用磨煤機(jī)，以降低一次風(fēng)壓力。(2)根據(jù)實(shí)測(cè)的風(fēng)機(jī)失速區(qū)域不同負(fù)荷下的風(fēng)量要求，控制風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓在允許范圍內(nèi)，使其工作點(diǎn)在失速線的下方。(3)并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度應(yīng)保持