广东能源茂名热电厂有限公司，广东 茂名 525000
摘要：某电厂330MW亚临界机组在2020年连续发生两起引风机失速炉膛压力高保护动作非停事件。现机组在加负荷至 310MW 时，引风机全压升已经达到厂家说明书规定上限，无法加负荷。通过数据对机组带不满负荷的原因进行分析，提出了解决措施，在保证机组安全生产的前提下，有效保证了机组出力。
关键字：亚临界机组；引风机；带不满负荷；脱硫除尘；MGGH；解决措施
一、简介
某电厂330MW燃煤机组锅炉为东方锅炉厂生产的DG1025/18.2－Ⅱ４型亚临界锅炉，中间再热、自然循环、单炉膛、全悬吊露天布置、平衡通风、燃烧系统四角布置、切圆燃烧、固态排渣燃煤汽包炉，全钢构架，露天布置，以冷凝工况为主，同时满足抽汽工况参数。制粉系统为中速磨正压直吹式，6台ZGM95N型磨煤机对应6层燃烧器。
二、数据分析
1、某电厂330MW机组引风机设备情况
某电厂330MW机组引风机型号为SAF25-17-2，引风机性能曲线见图 1。
某电厂330MW机组引风机主要设计参数见表1。
表1 某电厂330MW机组引风机参数
工况 | 风量Q | 风机总压升 | 介质密度 | 效率 | 转速 | 轴功率 | 电机功率 |
m³/s | Pa | Kg/m³ | % | r/min | kW | kW | |
T.B | 226.18 | 10020 | 0.81 | 88.84 | 990 | 2895 | 3150 |
BMCR | 223.35 | 8350 | 0.85 | 87.90 | 990 | 2059 | 3150 |
2、运行参数对比与分析
A\B 引风机运行性能参数对比见表2和3，运行煤质参数见表4：
表2 引风机运行参数对比表
负荷 | 引风机电流 | 引风机入口压力 | 引风机出口压力 | 引风机全压升 | 全压升折算曲线比功 | 表盘总流量 | |
单位 | MW | A | Pa | Pa | Pa | Nm/kg | km³/h |
2022年2月21日～23日A引风机运行工况(A出力较大) | 318 | 266/78% | -4532 | 4388 | 8920 | 10494 | 1037 |
315 | 275/78% | -4748 | 4421 | 9169 | 10787 | 1061 | |
303 | 256/76% | -4434 | 4186 | 8620 | 10141 | 1014 | |
284 | 235/70% | -4135 | 3818 | 7953 | 9356 | 991 | |
271 | 230/68% | -4056 | 3972 | 8028 | 9444 | 953 | |
219 | 190/59% | -3426 | 3207 | 6634 | 7804 | 820 | |
201 | 160/48% | -2803 | 2892 | 5696 | 6701 | 815 | |
152 | 150/44% | -2515 | 2408 | 4924 | 5793 | 736 | |
2020年10月3日B引风机运行工况(B出力较大) | 150 | 151/48% | -3241 | 1775 | 5016 | 5901 | 610 |
180 | 166/52% | -3541 | 1924 | 5465 | 6429 | 659 | |
200 | 182/58% | -4137 | 2032 | 6169 | 7257 | 706 | |
230 | 222/67% | -4766 | 2522 | 7288 | 8574 | 812 | |
260 | 288/85% | -5496 | 3014 | 8510 | 10011 | 850 | |
290 | 339/96% | -5993 | 3517 | 9510 | 11188 | 943 | |
2017年12月大修后 | 250 | 204/69% | -3624 | 2865 | 6489 | 7634 | 870 |
330 | 287/86% | -4792 | 3600 | 8392 | 9873 | 1019 |
表3 2022年引风机运行参数表
负荷 | FGD入口氧量 | 计算总烟气量 | 折算风机出力 | 失速临界比功 | 引风机全压升 | 失速临界压升 | 1.1倍失速余量 | 1.3倍失速余量 | |
单位 | % | km³/h | m³/s | Nm/kg | Pa | Pa | Pa | Pa | |
2022年2月21日～23日 | 318 | 5.29 | 1282 | 178 | 11800 | 8920 | 10030 | 9118 | 7715 |
315 | 5.58 | 1345 | 187 | 13000 | 9169 | 11050 | 10045 | 8500 | |
303 | 6.03 | 1284 | 178 | 10900 | 8620 | 9265 | 8423 | 7127 | |
284 | 5.83 | 1236 | 172 | 10500 | 7953 | 8925 | 8114 | 6865 | |
271 | 6.63 | 1238 | 172 | 10600 | 8028 | 9010 | 8191 | 6931 | |
219 | 7.97 | 1063 | 148 | 9700 | 6634 | 8245 | 7495 | 6342 | |
201 | 8.63 | 1098 | 153 | 9400 | 5696 | 7990 | 7264 | 6146 | |
152 | 10.19 | 888 | 123 | 8800 | 4924 | 7480 | 6800 | 5754 |
由表2和表3数据分析可知：
（1）2022年2月份机组最大负荷315MW时，引风机电流约275A，动叶开度78%，理论上仍有较大的出力空间。
（2）目前机组315MW负荷下，引风机全压升在8900～9200Pa左右，距离失速临界压升大概还差1000Pa，大概仍有1.1倍失速压升余量，但已经超出1.3倍安全失速临界压升余量。
（3）2月22日300MW负荷因为锅炉燃烧过氧系统过大（脱硫吸收塔入口氧量6.03%），已不足1.1倍的失速压升余量。
（4）目前机组引风机在 200MW 才能达到1.3倍安全失速临界压升余量。
（5）2017年大修后330MW负荷下引风机全压升约为8400Pa，目前机组烟道阻力大幅增加。
表4 煤质分析表
时间 | 全水 | 内水 | 灰分 | 挥发份 | 固定碳 | 全硫 | 发热量 | ||
Mt (%) | Mad (%) | Aad (%) | Vad (%) | FCad (%) | St,ad (%) | Qb,ar (MJ/kg) | Qgr,ar (MJ/kg) | Qnet,ar (MJ/kg) | |
2020.10.3 | 9.18 | 1.74 | 22.55 | 28.54 | 47.18 | 1.11 | 25.02 | 24.88 | 21.95 |
2022.2.21 | 8.28 | 1.6 | 26.62 | 28.19 | 43.59 | 1.08 | 23.51 | 23.38 | 20.794 |
2022.2.22 | 8.32 | 1.5 | 24.69 | 28.32 | 45.49 | 0.98 | 24.062 | 23.941 | 21.276 |
2022.2.23 | 8.18 | 1.69 | 24.87 | 28.23 | 45.21 | 1.08 | 23.93 | 23.8 | 21.221 |
表4煤质化验数据显示：灰分22.55%和全硫1.11%，煤质灰分和硫分较大，灰分较大会增加电袋系统运行阻力。硫份较大除了增加脱硫系统运行阻力外，还会影响烟气的酸露点，从而影响烟道下游设备的阻力，最终都会造成目前整个烟气系统阻力的增加。
三、引风机出力不足原因分析
引风机出力不足主要有两种原因：一是风机本身故障问题，包括动叶调节机构故障，导叶故障等；二就是烟道系统阻力过大，烟道阻力过大原因包括：脱硝系统、空预器系统、电袋系统、MGGH系统、脱硫系统阻力增大等。
表2参数显示机组最大负荷315MW时，引风机电流约275A，动叶开度78%，说明引风机仍有较大的出力裕度，因此引风机出力不足主要原因应该从机组烟道阻力一一排查。系统阻力数据见表5。
表5 烟道阻力参数表（单位Pa）
负荷 | 炉膛-空预期 | 空预期阻力 | 电袋阻力 | 脱硫阻力 （含MGGH） | 总阻力 | |
正常工况 | 250 | 1100 | 930 | 3400 | 2700 | 8130 |
10月3日失速 | 270 | 1097 | 1000 | 4700 | 2700 | 9497 |
10月4日失速 | 284 | 1100 | 1000 | 3900 | 2800 | 8800 |
17年12月大修后 | 250 | 1200 | 1500 | 1069 | 2850 | 6619 |
17年12月大修后 | 330 | 1700 | 1800 | 1341 | 3500 | 8441 |
2022.2.21 20:20 | 318 | 1293 | 1270 | 1936 | 4600 | 9132 |
2022.2.23 19:42 | 315 | 1363 | 1265 | 2120 | 4624 | 9372 |
2022.2.22 10:20 | 303 | 1216 | 1221 | 1997 | 4417 | 8851 |
2022.2.23 18:47 | 284 | 1121 | 1110 | 1903 | 4043 | 8177 |
2022.2.23 14:09 | 271 | 1133 | 1075 | 1848 | 4183 | 8239 |
2022.2.23 13:00 | 219 | 928 | 931 | 1568 | 3454 | 6881 |
2022.2.22 0:53 | 201 | 750 | 750 | 1304 | 3176 | 5980 |
2022.2.23 1:01 | 152 | 662 | 665 | 1088 | 2608 | 5023 |
表5各工况下烟道阻力分布可以知道：2020年风机发生失速是因为当时电袋阻力过大，但目前空预器和电袋阻力都已经大幅下降。目前烟道系统阻力有大幅增加的是引风机出口后的脱硫系统（含MGGH）比2017年大修后上涨了1000多Pa。脱硫系统各阻力组成见表6。
表6 2022年脱硫除尘系统压力结果（Pa）
负荷 | MGGH 冷却段 | MGGH 再热段 | 吸收塔阻力 | 脱硫阻力 （含MGGH） | 总阻力 | |
正常工况 | 250 | 250 | 295 | 2155 | 2700 | 8130 |
17年12月大修后 | 330 | 500 | 500 | 2500 | 3500 | 8441 |
2022.2.21 20:20 | 318 | 1314 | 843 | 2443 | 4600 | 9132 |
2022.2.23 19:42 | 315 | 1291 | 860 | 2473 | 4624 | 9372 |
2022.2.22 10:20 | 303 | 1203 | 812 | 2402 | 4417 | 8851 |
2022.2.23 18:47 | 284 | 1060 | 755 | 2228 | 4043 | 8177 |
2022.2.23 14:09 | 271 | 1213 | 719 | 2251 | 4183 | 8239 |
2022.2.23 13:00 | 219 | 941 | 590 | 1923 | 3454 | 6881 |
2022.2.22 0:53 | 201 | 1013 | 500 | 1663 | 3176 | 5980 |
2022.2.23 1:01 | 152 | 643 | 432 | 1533 | 2608 | 5023 |
表6可知目前脱硫系统中吸收塔阻力变化不大，烟道阻力增加主要是因为MGGH系统阻力比2017年大修后增加了超过1000Pa，其中MGGH冷却段阻力增加超过800Pa，再热段阻力增加450Pa。315MW负荷下MGGH总阻力达到2150Pa，而MGGH换热器设计本体总阻力小于1000Pa，因此怀疑MGGH堵、漏较为严重，尤其是冷却段，从而导致阻力大幅增加。
因此，目前6号机组MGGH堵、漏严重，系统阻力较大，是造成引风机不能带满负荷的主要原因。
四、整改措施
(1) 对MGGH系统进行全面清洗，对漏管进行隔离，且运行过程中加强对烟气系统设备的吹灰清理工作，以降低MGGH阻力。此外，停机检修时需对MGGH系统进行全面检查，并对管壁垢样进行取样分析，进一步查找出MGGH腐蚀堵塞严重的原因，以对MGGH进行针对性的运行指导。
(2) 机组运行在300MW负荷以上时，在烟道阻力无明显下降情况下，运行时注意控制氧量不宜过高，建议吸收塔入口氧量控制在5.5%以下，最高不超6.0%。高负荷下对机组飞灰含碳量进行跟踪监测，在飞灰含碳量不超标的情况下适当降低运行氧量。
(3) 运行时密切监视烟气系统的阻力，特别加强对引风机全压升的监视，引风机全压升尽量不超9000Pa运行(9000Pa以上引风机失速安全余量大概只有1.1倍)。
五、结束语
现阶段电厂燃煤具有热值低、灰分高的特点，电袋、脱硫（含MGGH）阻力较大，需提前做好输灰、脱硫系统运行维护，保证机组带负荷能力。
参考文献
[1]Q/GEG—0124.31.10004.D—2021，330MW机组锅炉运行规程.
[2]Q/MZN 10609.01—2021，脱硫运行规程.
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