600MW锅炉低负荷情况下送风量大幅波动原因分析及对策

600MW锅炉低负荷情况下送风量大幅波动原因分析及对策

黄海华

（国家电投江西贵溪发电有限责任公司江西鹰潭335400）

摘要：根据轴流式风机原理，实际运行中送风量大幅波动现象，找出轴流式送风机风量波动原因，分析出可采取应对的措施，保证机组的安全运行。

关键词：轴流式送风机，送风量波动，原因，措施

600mwboilerunderlowloadconditiontosendairvolumefluctuationscauseanalysisandcountermeasures

Huanghh

（nationalelectricityjiangxiguixipowergenerationco.,LTD.335400）

Abstract:accordingtotheprincipleofaxialfan,sendairvolumefluctuationsintheoperationoftheactualphenomenon,identifythereasonsforaxialflowblowerairvolumefluctuations,analysisofresponsemeasures,toensuresafeoperationoftheunit.

Keywords:axialflowblower,airoutputvolatility,reasonsandmeasures

0引言

贵溪发电有限责任公司640MW超临界锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司自主开发研制的600MW等级超临界锅炉，该锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型露天布置，配套送风机每台炉均为两台，采用液压，动叶可调轴流风机，由上海鼓风机厂生产，动叶可调轴流风机变工况性能好，工作范围大，但结构复杂，旋转部件多，制造精度高，运行可靠性较差。轴流风机小风量时易进入不稳定区，即喘振区，主要原因为随着风机连接的系统阻力变大，气体在风机的叶轮的内部不再按照设计的方向流动，而是在叶尖部分开始产生回流，回流将主气流方向挤向轮毂。随着系统阻力的不断增加，叶轮中气体不能再保持平衡，叶轮中回流范围扩大，在叶轮根部也产生了回流漩涡。由于回流不仅具有反向轴向速度，还同时具有和叶轮旋转方向相同的旋绕速度，导致叶轮在相当大的范围内不能产生压力，风机的压力自然就下降的很多。当系统阻力再增加时，流量再减小，风机就到了喘振的区域。所以我们看到的风机特性曲线在流量小于额定流量后风机压力会往下走，风量大幅波动，发生喘振，主要现象有：

1、风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振使炉膛负压波动燃烧不稳。当具有“驼峰”形Q-H性能曲线的风机在曲线临界点以左工作时，即在不稳定区工作时，风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象。风机产生的最大能头将小于管路中的阻耗，流体开始反方向倒流，由管路倒流入风机中（出现负流量），由于风机在继续运行，所以当管路中压力降低时，风机又重新开始输出流量，只要外界需要的流量保持小于临界点流量时，上述过程又重复出现，即发生喘振。

2、电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动。表现在性能曲线为轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头和功率的大幅度脉动，风机及管道会产生强烈的振动，噪声显著增高等不正常工况。

下图为贵溪发电有限责任公司640MW机组锅炉风烟系统图：

1送风机送风量大幅波动原因及过程

2018年06月18日07：40，机组负荷300MW，我值在当班过程中发生#2炉送风量大幅波动，B侧送风量甚至到零，两侧送风量偏差大，锅炉总风量低报警，送风机工频电流最低到零，相类似的情况在别的值当班时也发生过，只是严重程度不同，以下几张趋势图为波动前后工况截图：

上图为机组负荷早高峰结束开始快速下降，风机动叶开度，送风量，总风量对应下降。

上图为送风量开始大幅波动前工况。

上图为送风量大幅波动过程中。总风量从1158T/H波动到下图的310T/H，机组风量低报警，叠加B侧送风量测点故障，显示为总风量310T/H，但从两台风机电流为6.5A左右反应出送风机已进入喘振区，此时若不采取应对措施，将威胁机组安全运行。

在当时紧急情况下采取措施有：

1.切除送风机自动，切除氧量，风量自动，手动增加送风机动叶开度，将总风量增至1100T/H以上。

2.控制好炉膛负压，跟踪引风机自动情况，防止炉膛负压高MFT动作。

3.联系热工值班人员吹扫B侧送风量测点，恢复正常显示。

4.机组正常后投回送风机，氧量，风量自动。

分析这些异常工况的发生都有一些共通点，主要原因有以下几点：

1.风量大幅波动前机组负荷都有一快速下降过程，如我们值发生时间为早高峰后的早七点至八点，这个时间点机组负荷有一快速下降过程，有时甚至是全天最低负荷，随着机组负荷快速下降，送风机变频调节会发生过调，送风机工频电流降至10A以下时，送风量易大幅波动。

2.送风机动叶手动调整滞后，保持送风机动叶在较大开度，监盘过程中未发现送风机电流在快速下降，未提高警惕性，未采取措施关小送风机动叶开度以保持送风机出力在正常范围，以避开送风机喘振区。

3.为了节省厂用电控制氧量在较低值，在快速减负荷过程中仍保持氧量设定值为较小值，未修改氧量设定，未加偏置增加送风量，导致送风机出力快速下降进入喘振区。

4.二次风箱差压控制不当，机组负荷下降，二次风箱差压下降，未增加送风量保持风箱差压在正常范围，使风道阻力变化较大，送风机出口压力无法克服管道阻力。

5.调整过程中人为看重一项指标，现阶段环保压力大，环保指标控制严格，如NOX指标的控制排放，NOX排放超标时不敢加风量，人为控制缺氧燃烧，限制了风量的调节，威胁到了机组的安全运行。

6.机组快速减负荷，燃烧盘操作项目多，如停磨，调整二次风，设置协调参数，手动关小送风机动叶，手动设氧量偏置等，操作任务过多，操作滞后。

3.可采取措施有

针对这些易忽视的原因，我们经分析讨论，反复比较总结大家好的操作经验，总结出相近工况下可采取的措施有：

1.机组快速降负荷可以预判，现在江西电网的负荷变化可以提前知道趋势，早做准备，早采取预防措施，特别是在晴好天气时表现更加明显，天气晴朗，早八点后太阳能电站带上出力，火电必须快速减负荷为新能源让路，这一点在江西电网表现特别明显，要求我们有预判，做好预想，提前采取措施应对。

2.三期#2炉送风机工频电流必须知道低限在哪，在什么工况下易发生风量波动，避开这一危险区，如送风机工频电流降至10A以下时必须采取措施，手动增加风量，加氧量，关小送风机动叶开度。

3.处理好节能与安全的关系，安全是第一位的，没有安全，厂用电，小指标都无从谈起，氧量，风箱差压等参数各人有各人的标准，但一定要把握好什么时候，什么负荷情况需手动干预，如风箱差压低于0.2KPA，此时二次风刚性不足，风箱，管道沿程阻力会大幅变化，需提高送风机出力，以克服管道阻力，否则易进入喘振区，送风机易发生喘振，送风量发生大幅波动。

4.处理好环保与安全，经济的关系，环保指标重要，安全更重要，通过运行调整，多分析，找到超洁净排放与安全的平衡点。

5.操作任务多，忙不过来及时叫休息人员上盘帮忙，异常工况稳定为第一。

6.#2炉送风量在低负荷时易出现二侧偏差，出现风量不准，到零的情况，要及时调整测点的选择，联系热工值班人员处理及时吹扫异常测点，做好事故预想消除设备缺陷。

7.加强学习，熟练掌握异常工况下处理措施，按公司部门反事故措施执行，将影响减至最小，恢复机组正常运行。

4.结束语

实际运行中，送风机的工况在不停变化，运行人员需根据当时情况，及时准确发现设备异常，及时采取措施正确应对，防止风机喘振情况的发生。

参考文献

刘立，流体力学泵与风机[M]北京，中国电力出版社，2007.