大型锅炉轴流一次风机失速原因分析及处理措施

郑国宽，李翠翠

(中国神华胜利能源分公司，内蒙古 锡林浩特 026000)

0 引言

大型火电站的送风机、引风机和一次风机通常为轴流风机，风机运行状况的好坏对电厂的安全生产与经济效益有着重大影响。轴流风机驼峰形性能曲线的特性决定了轴流风机并不是在任何工况点都能稳定地工作，风机的工作点移至不稳定工作区就可能发生失速。风机失速时，风量、风压大幅波动，引起炉膛负压剧烈变化，易发生锅炉灭火事故，失速风机振动也明显增高，若处理不及时，极易损坏设备并危及机组的安全运行。如何能使风机达到最佳的稳定运行状态，同时使风机损耗最小，需要在长期实践过程中不断总结。

1 轴流一次风机失速分析

1.1 轴流一次风机失速现象描述

某电厂#10机组锅炉为超临界直流锅炉，燃烧方式为正压直吹前、后墙对冲燃烧，一次风机为上海鼓风机厂生产的动叶可调轴流式风机，风机型号为PAF19－14－2。B一次风机在1个月内连续发生2次失速，失速时机组6台磨煤机均在运行，机组负荷分别为635 MW和618 MW，自动发电量控制(AGC)负荷指令为660 MW，机组几乎处于满负荷状态。B一次风机2次失速均在机组升负荷增加煤量的情况下发生，风机失速时的主要参数见表1。

B一次风机失速时，其一次风压、一次风流量、电动机电流大幅降低，噪声明显增加，同时还出现机壳、风道、烟道振动的现象。在投入“自动”的情况下，并联运行的A一次风机电流急剧增大，分散控制系统(DCS)显示A一次风机的一次风压升高、一次风流量增大。

表1 B一次风机失速时主要参数对比

1.2 轴流一次风机失速原因分析

对动叶可调轴流一次风机的特点进行分析，结合该厂#10机组一次风机运行的情况，总结了该厂B一次风机失速的原因。

(1)磨煤机保护动作跳闸后联动关闭所有风门的热控逻辑不合理，容易造成一次风机失速。磨煤机保护动作跳闸后，逻辑是:不管何种情况，联跳给煤机、给煤机出口挡板，联关冷热风快关门、冷热风调节阀、混合风快关阀和6个出口快关阀。这样，磨煤机跳闸后，各个风门突然关闭，如果一次风机投自动运行，自动调整速度又跟不上，就会导致一次风压升高、一次风阻力增大和一次风流量减小，从而造成一次风机失速。

(2)机组协调逻辑不合理，升负荷时跟踪能力差。机组升负荷时汽轮机调节汽门变化率快，气压下降过快，给煤量增加速率太大，极易造成磨煤机堵塞，风道阻力突然增大而引发一次风机失速。

(3)磨煤机计算风量与给煤量的关系无规律可循，计算风、煤比变化很大，风机失速时各磨煤机主要参数见表2。表2中数据说明，机组给煤量大，磨煤机入口风量却偏小，磨煤机出现局部堵煤现象，造成制粉系统阻力大，使风机落入失速区。磨煤机的计算风、煤比应当考虑各输粉管道的阻力，喷燃器的位置不同，距离长的输粉管道其阻力也大，计算风、煤比相应也较大。

表2 总煤量不同情况下磨煤机各参数对比

(4)司盘人员按习惯调整而导致的偏差以及一次风系统结构特点，均会使B一次风机动叶角度始终比A一次风机的动叶角度要大。该机组#10锅炉密封风直接取自B一次风机冷风母管，由于密封风系统的扩容，B一次风机的系统阻力比A一次风机小，但运行人员根据风机电流加偏置调整，就会导致2台风机在电流相近的情况下，动叶开度出现较大偏差。当一次风系统阻力突增，B一次风机动叶开度比A一次风机动叶开度大，就会导致B一次风机首先进入不稳定工作区域，进而发生失速［1］。

2 轴流一次风机失速处理措施

2.1 轴流一次风机失速后处理方案

首先解列炉膛负压自动，控制另一台风机电流、振动和炉膛负压在规定范围内;其次，确保给水稳定，维持主汽温度及主汽压力，防止二次事故的发生。主要的处理措施如下:

(1)解除给水自动，切掉B汽动给水泵，使其触发快减负荷(RB)保护动作，将运行的汽动给水泵切至手动，调整给水流量，控制燃水比略大于或等于失速前燃水比，调整时注意给水流量不能低于省煤器入口流量最低保护值。将失速一次风机(流量为零)动叶全关至零，适当调整未失速一次风机电流及动叶开度，防止未失速风机电流超过额定电流。

(2)投入A磨煤机等离子点火装置，调整炉膛负压，燃烧稳定，开大运行磨煤机的二次风，关小停运磨煤机的二次风，调整送风量到合适风量，防止锅炉灭火。

(3)稳定主、再热蒸汽温度，监视汽机侧相关参数。当负荷稳定至330 MW时，磨煤机运行稳定，炉膛燃烧稳定，主、再热蒸汽温度稳定，并列B小机运行。

(4)B小机并列运行后并列B一次风机，缓慢打开失速一次风机动叶至25%，逐渐关小A一次风机动叶。若运行磨煤机风量正常，再缓慢开B一次风机动叶，关A一次风机动叶，直至2台一次风机在动叶开度接近时，两侧风压、流量、电流接近，并且一次风压升高时并风机正常，然后可同时调整动叶开度。

(5)一次风机并列运行正常后，投机组协调控制系统，启动磨煤机，升负荷。磨煤机启动后，将负荷升至一次风机失速前机组所带的负荷，协调稳定后投AGC系统。

2.2 轴流一次风机失速预防措施

(1)关闭一次风联络挡板。一次风联络挡板关闭后可减少因空气预热器堵灰或暖风器积灰造成的管路阻力不均，避免2台一次风机在正常运行中因动叶调节不均匀、出口压力不均而发生失速。此外，关闭一次风机出口的联络挡板，有助于将失速或停运后的风机尽快并入系统。

(2)在高负荷、高煤量工况下，运行人员如发现磨煤机风量不能满足磨煤机风煤比要求，出现缺风情况，应以通风出力优先，开大冷风门运行，适当降低磨煤机出口温度(最低可控制在60℃以上)，减小制粉系统阻力。如开大磨煤机冷风门仍不能满足磨煤机风煤比要求，则降低磨煤机煤量，保证磨煤机通风出力，防止磨煤机堵煤使制粉系统阻力突增而引起一次风机失速。

(3)将一次风暖风器拆除或在一次风机入口加装风道旁路门，夏季高峰负荷时打开风道旁路，降低一次风阻力，提高机组带负荷能力。在风机出口增加再循环回路，增大系统的通风量(同时保证运行磨煤机的一次风量)，可有效避免一次风机的失速［2］。

(4)在轴流式一次风机上安装由失速探针和差压开关等主要元件组成的失速保护报警装置，避免因运行人员判断不准确而引发一次风机失速［3］。在风机检修时应对这些保护报警装置进行校验，避免风机运行中失速报警保护不动或误动。

3 其他技术措施

(1)合理安排磨煤机配煤燃烧。在低负荷运行时，磨制低热值褐煤的磨煤机出力要留有3 t/h左右的余量，使磨煤机保持较大出力而不是满出力运行，而磨制高热值褐煤的磨煤机保持低出力运行。这样，既能满足升负荷的要求，又能防止磨煤机堵塞，风道阻力突增而引发一次风机失速。

(2)适当调整AGC的负荷调整速率。在燃烧煤种偏离设计煤种时，应改变机组AGC的负荷调节速率，设计煤种热值为23 837 kJ/kg时AGC的负荷调节速率为 10 MW/min，而燃烧的混煤热值为16700 kJ/kg左右，要想满足10 MW/min的升速率就要增加1倍左右的煤量，这样很容易造成磨煤机堵塞而使风道阻力增大，进而引起一次风机失速。因此，AGC调整负荷的速率应减小［3］。

(3)编制风机运行规程。由于对设备的状况不了解，机组升负荷时，要不断调整加煤量，但是何时失速，运行人员心里都没有底。因此，应编制风机操作规程，作为风机运行调整的依据。

4 结束语

轴流一次风机的固有特性决定其具有不稳定的工作状态，在正常运行中，锅炉尾部空气预热器受热面积灰严重、风门误关或煤量突增，造成一次风道阻力增大，促使一次风机落入不稳定工作区是轴流一次风机失速的主要原因。根据该厂的实际运行经验，分析了一次风机实际运行中产生失速的原因，针对机组系统存在的缺陷和运行操作过程中存在的问题，提出了一次风机失速预防措施和处理方案，确保机组安全、稳定、经济运行。

［1］刘志华.RB工况中一次风机失速原因分析及预防［J］.电站系统工程，2010，26(5):69 －72.

［2］陈文，曾全芝.超超临界1000 MW机组轴流一次风机失速分析及预防［J］.湖南电力，2011，31(2):30－33.

［3］高西，李勤刚.某大型火电厂一次风机失速原因分析及预防措施［J］.华电技术，2011，33(6):29 －31.