一次风机失速的原因分析与防范措施

殷炳毅，牛树森，沈赫男

（华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204）

一次风机失速的原因分析与防范措施

殷炳毅，牛树森，沈赫男

（华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204）

介绍了某发电公司因一次风机失速而导致锅炉主燃料跳闸的问题，分析了一次风机失速的原因，提出了防范措施，完善了一次风机快减负荷保护逻辑。在增加一次风压低快减负荷保护逻辑后，可有效防止因一次风机失速而导致的锅炉主燃料跳闸，保证了机组的安全运行。

一次风机；失速；快减负荷保护逻辑

1 存在的问题

某发电公司＃3机组为670MW超临界机组，锅炉风烟系统采用平衡通风方式，锅炉原配备的一次风机为1888AZ／1140型双吸离心式风机。风机自投运以来一直存在运行效率偏低、能耗偏高的问题。2011年4月，实施了一次风机轴流改造，改造为PAF18.3-13.3-2型双级动叶可调轴流式风机。2012年4月16日，＃3机组负荷609.5MW，机组协调运行方式在投，投煤量约 300 t／h，炉膛压力在-50Pa左右波动，A，B，C，E，F磨煤机运行，其中E，F磨煤机容量风在自动状态。在3A一次风机失速报警后，E，A，B，F，C磨煤机相继跳闸，锅炉主燃料跳闸（MFT）触发，机组跳闸，首出原因为“炉膛压力低”。

2 原因分析与防范措施

2.1 原因分析

在3A一次风机失速报警后，一次风量急剧下降，热一次风量不能满足5台磨煤机所需风量，热一次风道压力由11.41 kPa下降至6.53 kPa，一次风压力过低，喷燃器出粉量减少或短时停止，炉膛燃烧受到扰动后稳燃性变差，火检失火，E，A，B，F，C磨煤机相继跳闸，炉膛灭火，“炉膛压力低低”信号发出，锅炉MFT。

2台并列运行的轴流风机一般只是单台风机发生失速，不会出现2台风机同时失速［1］，失速的主要原因是压头高、流量低，导致运行工况接近不稳定工作区。自一次风机改造投运后，相同出口压力时3A一次风机动叶开度和电动机电流一直较3B一次风机大，其差值随运行时间的增加呈扩大趋势。失速发生前，两侧风机的出口风压基本相同，3A较3B一次风机动叶开度大20%、电流大23A，由此分析3A一次风机存在性能下降的问题，3A一次风机失速线降低，导致3A一次风机正常运行点接近3A一次风机性能变化后的不稳定工作区，在3A一次风机出口压力或流量在受到轻微扰动后，3A一次风机容易发生失速。

2.2 相关防范措施

为防止一次风机发生失速并避免失速后机组跳闸，从运行方面提出以下调整措施。

（1）优化制粉系统运行方式，确定合理的一次风压力值。在正常运行中，应根据负荷状况控制好一次风压，当升负荷时，先开大磨煤机容量风门，再提高一次风压力；当降负荷时，先降低一次风压力，然后关小磨煤机容量风门，力争做到压力、流量相匹配，防止一次风机工作点进入不稳定区。

（2）在进行磨煤机启、停操作过程中，应控制开、关热风调节挡板的速率，当热风调节挡板全关后，方能允许关闭关断门，避免一次风压力大幅波动。

（3）若一次风机发生抢风，要快速将一次风机由自动切为手动；快速调整2台风机的出力，关小抢风风机动叶开度，必要时切上层磨煤机；在调整风机出力时，应注意粉管风速不能太低。

2.3 一次风机快减负荷（RB）保护逻辑完善及效果

完善一次风机RB保护逻辑，增加一次风压低RB保护，增加一次风机失速报警光字牌和语音报警，为运行人员及时处理风机失速故障争取足够时间。

2.3.1 一次风机RB功能完善

原一次风机RB保护触发逻辑（如图1所示）为：一次风机RB保护投入、机组负荷指令≥300 MW、任意一台一次风机停止这3个条件同时满足。保护触发后执行降负荷和跳磨投油程序，自上而下每隔10 s跳1台磨煤机，最终保留3台磨煤机运行，同时每隔5 s投入AB层1支油枪（共4支），目标负荷为300MW。

图1 一次风机RB保护触发逻辑

若一次风机发生失速，必然会引起一次风流量降低和一次风压减小，导致机组出力下降。因此，需要在原一次风机RB保护中增加一次风压RB保护逻辑，以防止因一次风机失速而导致机组跳闸。一次风压RB保护触发条件为：一次风压RB保护功能投入、机组负荷指令≥450MW、任意一侧一次风压≤6.5 kPa这3个条件同时满足。在一次风机失速发生时，切除对应一次风机自动，其他保护联动逻辑应与原一次风机RB一致，目标负荷仍为300MW。

在非一次风机RB保护动作时，为防止跳磨投油而引起一次风流量迅速降低可能导致的一次风机失速，当非一次风机RB保护发生时，若一次风压力设定值超过10.5 kPa则强制下调1 kPa，降压速度设置为10 s，恢复原定值速度设置为900 s。

2.3.2 一次风机RB功能完善后的实际效果

2013-04-12 T 16：36：53，＃3机组负荷621.9 MW时，3A一次风机喘振报警，3A一次风机出口压力由11.42 kPa降到6.50 kPa，一次风压RB触发，执行相应的跳磨投油程序。16：47：14，3A一次风机喘振现象得以恢复，3A一次风机出口压力恢复正常，有效避免了一次机组非计划停运事故的发生。

3 结束语

失速会对轴流风机的安全运行造成严重威胁，在正常运行中，要根据负荷控制好一次风压，避免一次风压大幅波动，做到压力和流量相匹配，防止风机工作点进入不稳定区。通过增加一次风压低RB保护逻辑，完善了一次风机RB保护功能，能有效防止因一次风机失速导致的锅炉跳闸，给机组的安全、稳定运行增加重要保障。

［1］李春宏.轴流风机失速与喘振分析及处理［J］.热力发电，2008，37（3）：76-78.

（本文责编：王书平）

TK 223.26

：B

：1674-1951（2015）02-0057-02

殷炳毅（1983—），男，山东沾化人，工程师，工学硕士，从事电厂热工控制系统维护方面的工作（E-mail：k_yby＠126.com）。

2013-09-09；

2014-11-05