1 000 MW锅炉电除尘单侧隔离及内部维护技术

董务明,王国红,张树利

(徐州华润电力有限公司,江苏徐州221006)

1 000 MW锅炉电除尘单侧隔离及内部维护技术

董务明,王国红,张树利

(徐州华润电力有限公司,江苏徐州221006)

针对1 000 MW锅炉静电除尘器在运行中因故障需要内部检修的问题,介绍了高负荷情况下将故障静电除尘器单侧有效隔离的危险点、解决的方法及隔离过程中操作的合理调配,得出可行的隔离技术,确保了人员的施工条件及机组安全稳定、运行。

静电除尘器；单侧隔离；内部维护

静电除尘器是燃煤电厂普遍采用的除尘设备,正常运行中除尘效率不低于99%。随着机组连续运行时间的延长,电除尘内部故障越来越多,导致排口灰尘浓度超标［1-3］。电除尘腔室烟气高温有毒,必须彻底隔离后方可处理内部故障,但是风烟挡板一般关闭不严,使得电除尘单侧隔离成为火电厂的难题。

某电厂超超临界锅炉运行中电除尘内部出现严重故障,通过对电除尘所处的风烟系统进行详细分析,排查隔离单侧电除尘过程中存在的危险点、关键点,制定科学的应对措施,在隔离过程中落实到位,稳步操作,摸索出电除尘单侧隔离技术,并实行内部检修,成功解决了机组运行中电除尘内部在线维护的难题。

1 系统概况

某电厂2台1 000 MW机组配套使用型号为SG-3044/27.46-M53X超超临界参数塔式炉,配置三分仓容克式预热器。每台锅炉配置2台干式、卧式、板式三室四电场静电除尘器,型号为2F689-4,除尘效率不小于99.75%。捕捉到的飞灰收集在下部的灰斗内,采用正压浓相气力除灰系统将飞灰输送至灰库。风烟系统图见图1。

图1 风烟系统图

2 隔离B电除尘危险点分析

2.1 空气预热器动静摩擦或转子卡死

1 000 MW锅炉配套的空气预热器转子直径为16 421 mm,高度为2 784 mm,机组工况变化大时胀缩量显著,易产生动静部分摩擦。该空气预热器的密封间隙较小,密封控制装置投自动后漏风率＜5%。在暴雨、大雪天气经常发生空气预热器电流波动大的情况。在B侧隔离时,若空气预热器热端一次风室、二次风室及烟气室温度等参数未能同步协调控制,个别区域急剧胀缩不均,很容易导致动静摩擦、转子卡死,甚至严重变形的情况。

2.2 A引风机失速

隔离B电除尘前,需要将机组负荷降低到500 WM,2台引风机的静叶开度均＜30%,此时引风机的进烟气流与叶片的进口形成正冲角,即α＞0,正冲角易超越临界值而使得风机进一步进入失速区,使得风机运行不稳定、输出功率下降。因此停B引风机前,尤其要注意保持A引风机参数稳定,若A引风机失速,将危及机组安全。

2.3 热一次风母管压力突降造成煤粉中断

为了防止误操作及保护风机,逻辑上一次风机运行时闭锁关闭一次风机出口挡板及空气预热器出口热一次风挡板。

由于热一次风管道截面大,热一次风挡板构件因频繁胀缩而产生较大变形,因而在停运B一次风机时,极易发生挡板卡住、关不严密而倒风的情况。若一次风机的电控信号故障,风机停运后出口挡板不联锁关闭,或空气预热器出口热一次风挡板关闭与一次风机停运时风机配合有时间差,均将导致A一次风沿着冷热一次风母管倒灌入B侧风道,使得热一次风母管压力迅速降低,粉管内的煤粉因一次风量突降而停滞、燃烧器断粉、火检信号丧失触发主燃料跳闸(MFT)。倒灌还将导致B一次风机倒转而受损,增加重启时扭断风机大轴的风险。

2.4电除尘内部温度高、负压大

机组运行时空气预热器进口烟气温度＞320℃,B侧电除尘临检前,该侧风机停运,由于烟道截面大,空气预热器进口烟气挡板因卡涩、变形而关不到位,高温烟气漏入,B电除尘空腔温度＞50℃。

由于电除尘内部负压值通常在-2 kPa以上,当B侧隔离时,若B空气预热器进口烟气挡板关闭严密而引风机进口联络挡板关闭不严密,可能导致B侧电除尘区域的负压值降不下来,甚至比平时数值还大。这样在打开电除尘人孔门后,人员因门内外压差大而无法安全进入。人孔门周围无施力点,打开后因压差大而无法有效封闭,将造成被迫停机。

3 解决措施

3.1 防止空气预热器动静摩擦或转子卡死

结合以前处理空气预热器动静摩擦的经验,隔离B电除尘前,首先将B空气预热器各扇形板均提升至最高位置。降负荷过程中,严格控制空气预热器进出口烟气温度,一、二次热风温度的变化率＜0.5 K/min,空气预热器电流变化幅值＜1.5 A；否则稳定负荷,待摩擦缓解后继续操作。

在隔离电除尘过程中,B侧烟气流量逐步减少：先停B引风机,保留空气预热器进口烟气挡板全开。流过空气预热器的烟气阻力B侧比A侧大,B侧烟量较少。稳定后关闭B空气预热器进口四块烟气挡板中的两块,进一步降低流过B侧的烟气量。保留B送风机运行,关小B送风机动叶,利用B送风机的动叶开度调节B空气预热器出口烟气、热二次风的降温速率＜1.0 K/min,瞬时值＜5 K/min。B送风机动叶开度预计12%,烟风降温速率偏大时关小动叶开度,偏小时开大动叶开度,监视空气预热器电流变化幅值＜2.0 A。

3.2 防止A引风机失速

对于大机组而言,采用具有驼峰形P-Q曲线的轴流风机,在工况调节不当时易发生失速情况。引起失速的因素是风机的出力与系统的阻力不匹配。

降负荷至500 MW以后,在停运B引风机前,保留A引风机静叶自动调节,B引风机静叶切至手动。手动缓慢降低B引风机静叶开度,维持A引风机进口负压值变化平稳。调整静叶,监视2台引风机的电流、振动值及失速报警情况,安全停下B引风机。

3.3 防止燃烧器火检丧失

1 000 MW锅炉冷、热一次风道的截面尺寸分别为长1 600 mm、宽1 600 mm,长2 600 mm、宽2 000 mm,相应的风门挡板长时间运行后往往变形较大,且均为电动执行机构,开关速度慢,易卡涩。

为了防止停运风机时冷热风倒流,先封闭相应的挡板关闭锁逻辑。B一次风机动叶切至手动后,缓慢降低动叶开度,A一次风机动叶自动调节,维持一次风母管压力稳定。在B风机动叶关小至10%时,保持风机运行防止倒风。手动关闭空气预热器出口热一次风挡板及旁路冷一次风挡板,B一次风机剩余出力通过空气预热器漏风释放；然后关B动叶至0,在关闭空气预热器进口的一次风挡板期间停B风机。在B风机惰走过程中,就地手紧其出口挡板,可以维持一次风母管压力波动最小,燃烧器不会断粉,燃烧稳定而不发生MFT。

3.4 防止B电除尘内部温度过高、负压太大

电除尘单个人孔门截面积约0.6 m2,内部压力＞-500 Pa时人员可以安全进出人孔门。所以电除尘能顺利维护的环境条件是室内温度＜50℃、压力＞-500 Pa。B引风机及B一次风机停运后,通过顺次关闭B空气预热器进口烟气挡板、调节B送风机出力来逐步降低B电除尘内部温度。全部关闭烟气挡板后就地确认挡板各转轴上的刻度线(不是挡板的刻度盘)指示关到位,并进一步手紧,确保降低烟温。依次关闭2台引风机进口的两块联络挡板,再手紧,控制腔内压力＞-450 Pa。为了以防万一,在离电除尘较近的远方立柱上固定多个葫芦备用。

4 隔离过程及评价

4.1 B电除尘隔离过程

2014年10月5日,隔离6号B电除尘并在线维护。参数变化见图2。

图2 电除尘隔离过程中主要参数趋势图

06：00：00,机组负荷936 MW,开始降负荷,目标值500 MW。6B空气预热器各扇形板提升至最高位置。联系热控封B侧风机联跳逻辑、空气预热器热一次风出口挡板及烟气进口挡板禁关逻辑。

06：55：00,负荷降至516 MW,解除6B引风机静叶自动,6A引风机静叶保持自动调节。

06：57：00,关小6B引风机进口静叶至0,停引风机,联锁关闭引风机出口挡板。

07：06：00,就地关闭6B空气预热器下组两块进口烟气挡板。期间炉膛负压稍有扰动。

07：07：00,关小6B一次风机动叶至10%,手动关闭6B空气预热器热一次风出口挡板并手紧。

07：09：00,投B层3支油枪,关闭6B空气预热器进口一次风挡板及冷一次风挡板,关小6B一次风机动叶至0。停6B一次风机,关其出口挡板并就地手紧。撤油。

07：11：00,6B送风机进口动叶切除自动,手动关小至9.8%。

07：19：00,就地关闭6A、6B引风机进口烟气联络挡板时发现一块挡板卡涩,联系维修处理。

07：24：00,B电除尘内烟温不降反升,6B送风机动叶开至14%。烟温开始缓慢下降。

07：30：00,依次停运6号锅炉电除尘B侧各高压柜、各瓷轴、瓷套、灰斗加热器,阴、阳极振打置连续振打方式。B侧一、二、三、四电场飞灰输送连续运行。

07：45：00,B侧各高压柜电源断开,高压整流变电场侧、电源侧高压隔离开关均打接地,断开各阴阳极振打、瓷套、灰斗加热器电源。

10：10：00,处理好引风机进口联络挡板,关闭后,B电除尘内部压力从-1.9 k Pa降到-0.43 kPa。

10：15：00,停运B侧气力除灰系统,切断各灰斗其他压缩空气进气。

10：29：00,电除尘内烟温降至69℃,调整6B送风机动叶至12%,降低降烟温速度。

12：05：00,电除尘内烟温降至50℃,压力-0.43 kPa,隔离后主要参数见表1。

表1 电除尘B隔离后主要参数

参数稳定后观察约10 min,开启人孔门进人维护。

17：50：00,电除尘内部维护工作结束,封人孔门后恢复系统。

4.2 隔离过程不足及改进

停6B一次风机后,很快就关小6B送风机动叶开度,使得B空气预热器出口烟温因冷却风量大幅度降低而升高。故在以后隔离时,要在空气预热器出口烟温下降后方可缓慢降低对应的送风机出力,并据烟温下降速率及时调节该侧送风机动叶开度。

引风机进口联络挡板关闭不严导致电除尘内负压值长时间偏大。因该联络挡板长期不活动,故要加强维护,做到有备无患。

在6B一次风动叶开度关小到11%左右时,一次风母管压力波动1.3 k Pa。一是因为操作速度较快,3 min内动叶开度关小了23%；二是因为此时风机出力下降多,已有轻微倒风。以后在调整动叶速度时放缓至5%/min,动叶关小到14%左右时关闭风门、停风机,减少对一次风压的影响,确保燃烧稳定。

5 结语

从对6B电除尘隔离及在线内部维护的过程来看,事前做好充分危险点分析,隔离时严格按照既定的技术措施进行,可以将电除尘有效隔离,耗油不足1 t。维护期间电除尘内部温度最低只有32.6℃,人在内部感觉不到烟风的流动。对锅炉风烟系统的特性深入掌握后,可以无扰隔离,锅炉运行平稳,维护环境舒适。该隔离技术为大机组不停炉隔离单侧电除尘提供了很好的范例。

［1］杨国亮.电除尘设备常见故障与排除［J］.工业安全与环保, 2009,35(6)：15-16.

［2］史忠秋.火电厂电除尘输送过程故障分析［J］.科技风,2014 (7)：42,44.

［3］王兆南.电除尘在本钢燃气厂的应用及其故障判断［J］.科技创新与应用,2014(23)：123.

Single-side Isolation for Internal Maintenance of an Electrostatic Precipitator in 1 000 MW Boiler

Dong Wuming,Wang Guohong,Zhang Shuli
(Xuzhou China Resources Power Co.,Ltd.,Xuzhou 221006,Jiangsu Province,China)

To examine and repair the failed electrostatic precipitator in a 1 000 MW boiler,an available technology was proposed and applied by isolating single side of the precipitator.Dangerous points that had occurred and been treated under high load conditions during trouble shooting process were introduced,while reasonable arrangement of the isolation sequence was presented.Above method was proved to be reliable, which had ensured the constructed conditions and guaranteed the safe and stable operation of the unit.

electrostatic precipitator；single-side isolation；internal maintenance

TK223.27

A

1671-086X(2015)03-0205-04

2014-11-18

董务明(1969-),男,工程师,长期从事∏形锅炉和塔式锅炉的运行及技术管理工作。

E-mail：dwmxz@163.com