大型火电厂锅炉轴流式引风机抢风处理方法

邓顺勇

摘 要：针对大型火力发电机组轴流式引风机并列运行中出现的抢风现象，对轴流风机工作性能曲线进行了理论分析，并提出了改进方法。以大唐韩城第二发电有限责任公司一期工程2台600 MW机组运行工况为实例，进行了一系列改进实验。结果表明，该改进方法能够有效解决轴流风机并列运行出现的抢风问题，提高锅炉运行的安全性能，降低因抢风引起的安全事故的发生率。

关键词：火电厂；发电机组；引风机；抢风现象

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）10-0051-02

随着火力发电机组容量的不断增大，300～600 MW机组逐渐成为国内火力发电的主力机组。轴流风机具有风量大、结构简单、占地面积小、效率高等优点，在大型火力发电机组平衡通风锅炉的引、送风机中得到了广泛应用。由于轴流风机工作性能曲线存在不稳定的工作区域，因此，在实际运行中会产生喘振、失速和并列运行抢风等一系列影响稳定运行的安全隐患。针对引风机并列运行抢风现象，提出了针对600 MW火电机组引风机抢风处理方法。

1 锅炉风机和风烟系统存在的问题

以大型火电厂锅炉通风系统采用的典型平衡通风方式为例，实验研究对象由2台动叶可调轴流式送风机、2台双级动叶可调轴流式一次风机和2台入口静叶可调轴流式引风机组成。为了满足火电厂达标排放要求，增加了由预洗塔和吸收塔构成的两塔串联布置结构的烟气脱硫系统。

脱硫系统设计有增压风机与引风机串联的运行方式，但正常运行中脱硫增压风机动叶开度大，受增压风机自身缺陷限制（入口导叶开到一定程度，风机振动大，不能长期在80%开度以上运行），不能满足正常满负荷运行引风机出口微负压运行的要求。大负荷运行时引风机后，烟气系统阻力增加而偏离设计值。

引风机运行过程中不断抽出炉膛产生的烟尘和过剩的空气混合物，并维持炉膛一定负压运行，介质经过炉膛、水平烟道、垂直烟道、脱硝、空气预热器、电除尘和增压风机脱硫系统到烟囱的过程，要克服各级各段受热面和系统的流程阻力。此外，实际运行中负荷、积灰、结焦、燃烧工况变化等都会影响系统阻力变化，造成并列运行投炉膛压力自动调整的引风机工况点频频变动，在低负荷运行时易进入不稳定工况区，从而导致抢风现象的发生。

此外，空预器材质长期运行过程中受低温腐蚀和磨损的双重作用，使部分蓄热元件破碎，造成通道堵塞，加之空预器积灰，增大了空预器阻力和引风机运行入口烟道阻力。因此，低负荷运行引风机出口压力正压维持不变，造成风机运行在不稳定工况区几率大增，负荷在330 MW以下运行时，两台风机并列运行常出现抢风现象。以下为韩城第二发电公司1号机组负荷在300 MW时，引风机发生抢风前、后参数变化情况。

抢风前参数（B/A）：增压风机入口风压+108 Pa，预热器差压1.1～1.26 kPa，引风机电流116～118 A，引风机入口导叶开度39%～40%，引风机出口压力0.09～0.13 kPa，引风机入口压力-2.2 kPa。

抢风后参数（B/A）：增压风机入口风压+124 Pa，预热器差压1.1～1.07 kPa，引风机电流110～135 A，引风机入口导叶开度39%～54%，引风机出口压力0.09～0.13 kPa，引风机入口压力-1.7～-1.4 kPa。

由以上数据可以看出，随着机组负荷的降低，烟风流量减小，引风机运行工况不稳定。如果系统发生微小扰动，比如脱硫增压风机调整不及时、空预器长时间不吹灰等工况，引风机工作点进入不稳定区域，则会出现抢风现象。

2 静叶调节轴流式引风机“抢风”理论分析

“抢风”是指并联运行特性完全一样的两台风机，其中一台风量特别大，而另一台风量却很小，但风机的电流仍相差很大，此时如果稍有干扰（比如开大小风量风机的进口导叶，或关小大风量风机的进口导叶），这两台风机的风量和电流就会相互交换，造成炉膛负压剧烈波动，严重时会因其中一台风机风量过大导致电动机过电流而损坏。因为两台静叶调节轴流式风机并列运行，风机的实际运行状态不仅取决于其本体的性能，还取决于整个管路的特性，风机的工作点即是风机性能曲线与风道特性曲线的交点。当风道的特性曲线与两台风机的合成性能曲线交于驼峰点后时，可形成稳定工况；如果风道的特性曲线与两台风机的性能曲线交于驼峰前，则进入抢风区，两个风机的工作点受到扰动就会互换。

因此，避免风机抢风的根本措施是防止工作点落在抢风区域内。一旦发生抢风现象，应及时采取措施使风机工作点离开抢风区，比如减小系统阻力，使管网阻力曲线变缓，从而使风机回到稳定工作区。

3 改进方法和结果分析

根据理论分析可知，使风机运行工作点离开抢风区，即可使风机回到稳定工作区。因此，在保证增压风机运行工况稳定的前提下，在机组减负荷过程中，尤其是机组负荷低于350 MW时，可采取以下几种方法使风机回到稳定工作区：①调整维持增压风机入口负压运行，以降低引风机出口系统阻力；②加强空预器定期吹灰，合理控制空预器吹灰间隔时间和频次；③利用机组停运机会，对空预器和脱硫预洗塔除雾器进行彻底冲洗，以减小烟道阻力，使风机运行中工况得到彻底改善；④通过停机状态下改造预热器受热面，将冷端受热面换成防腐、防磨的材料；⑤严格控制排烟温度高于露点温度，以防止预热器低温腐蚀。

经采取以上方法优化后，在300 MW负荷时引风机并列运行稳定，运行参数（B/A）如下：增压风机入口风压-168 Pa，预热器差压0.5～0.6 kPa，引风机电流109～110 A，引风机入口导叶开度29%～30%，引风机出口压力-0.07～-0.06 kPa，引风机入口压力-1.4～-1.3 kPa。经过一段时间的实验，证明在该工况下能够避免抢风现象的发生。

4 结论

通过以上分析和实验结果证明，该改进方法能够有效避免轴流风机并列运行出现的抢风现象，显著提高锅炉低负荷运行的安全性能，避免了此类异常事故引起的安全隐患。采取规范受热面吹灰、定期冲洗等措施，降低了厂用电率和发电煤耗，提高了锅炉效率，降低了发电成本。

参考文献

[1]黄儒斌，梁耿.600 MW锅炉引风机抢风分析及处理[J].广西电力，2012，35（4）：54-56.

[2]孙文华，何森.静叶调节轴流式引风机抢风问题探讨[J].热力发电，2009，38（6）：57-59.

〔编辑：刘晓芳〕