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1、机组运行中受热面旋转式空气预热器卡涩跳闸事故的预防、处理和恢复赵志文( 吉林省白城经济开发区电厂路2066 号，吉林电力股份有限公司白城发电公司，137000）【摘要】受热面旋转式空气预热器在正常运行中发生“蘑菇型变形”，入口烟温越高，变形越剧烈，发生卡涩跳闸的可能性就越大。反之，在机组减负荷或者停机以后， 烟温逐渐下降， 空气预热器转子变形逐渐消失，仍有可能发生卡涩事件。 本文就白城发电公司自机组投产后特别是配合脱硝施工进行空气预热器技术改造以来，针对空气预热器动静卡涩事件所采取的预防性措施，事件发生后的处理过程，以及事件过程暴露出系统各附属设备存在的问题进行总结。【关键词】卡涩变形烟温【引
2、言】空气预热器按结构不同主要有管式、板式和回转式3 类 ，其中回转式空气预热器分为受热面旋转和风罩旋转两种型式。白城发电公司采用三分仓、 受热面回转式空气预热器，转子旋转方向为烟气一次风二次风。 2013年下半年，为配合 1 号机组加装脱硝装置，有效避免和减轻脱硝系统投运后，因NH3HSO4产生的低温腐蚀和受热面堵塞， 对空气预热器进行同步改造， 本次改造采取局部改造方案，要求通过本次空气预热器改造达到降低漏风率，增强空气预热器传热元件抗堵塞、抗腐蚀能力的目的。主要改造内容为：1.低温端元件更换为搪瓷元件。2.高温端元件用高压水冲洗干净并利旧。3.增加防磨层换热元件。4.将烟气与一次风之间扇形
3、板、弧形板增加10，增加烟气与一、二次风之间双金属扇形板自动跟踪装置。5.将一次、二次风出口膨胀节更换为金属膨胀节。6.增加高压水冲洗系统，将冷端吹灰器改为双介质吹灰器。7.将径向密封片改为双密封结构，将轴向密封改为增加一道柔性密封结构。改造后空气预热器主要技术参数和性能数据如下表：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 19 页 - - - - - - - - - 表 1.空气预热器主要性能参数序号项目名称单位数据1烟气出口温度（修正后）1372一次风出口温度4
4、003二次风出口温度3804烟气侧阻力(投产时）Pa11505烟气侧阻力(投产一年内）Pa13506一次风侧阻力Pa8507二次风测阻力Pa9808漏风率（一年内，BMCR工况）%5.59型号33.5-VI(T)-2150-SMR10传热元件总面积m2149404 （双面）11热端传热元件的材质Spcc-sd（防磨层）12热端传热元件的板型K-3（防磨层）13热端传热元件的面积m219765 （防磨层）14中间层传热元件的材质考登刚15中间层传热元件的板型FNC16中间层传热元件的面积m25629617冷端传热元件的材质基材为脱碳钢（含碳量0.004%) ，静电干法镀搪瓷18冷端传热元件的板型
5、KE-119冷端传热元件的面积m254578改造过程中使用的双金属扇形板自动跟踪装置， 是哈尔滨润河科技有限公司研制一款专门解决空气预热器漏风的专用设备。 双金属管安装在烟道内，随烟温的升高， 内管和外管产生不同的膨胀量，外管膨胀量大内管膨胀量小， 内管向外运动，曲臂、立杆、 横梁、扇形板调整螺栓在扇形板自重的作用下向下运动， 实现了扇形板随名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 19 页 - - - - - - - - - 转子热变形同步运动、减小变形间隙（如图
6、1 深色区域为变形间隙）。运行中空气预热器电机电流30A 时，扇形板快速提升电机会自动在6 秒钟内，提升扇形板到冷态初始位置。当机组停机，送风机停运后，二次风压低于0.2kPa 时，各自动跟踪装置提升机构在6 秒内，提升扇形板到冷态初始位置。为优化密封改造效果，改造过程中将烟气与一次风间扇形板、弧形板增加10（原为 20），考虑到一次风通流面积较小，在原扇形板靠烟气侧将增加部分与原扇形板拼接， 为防止因焊接施工问题导致运行故障，在拼接后的扇形板下方附 30钢板，这样改造后的扇形板由3 件构件拼接构成，且由于该扇形板重心偏于烟气侧， 提升拉杆运行中不仅承受垂直向下的拉应力，还要承受因受力不均导致
7、的剪切力。自投产来发生若干次不安全事件：2014年 2 月 21 日 09 时 04 分，监盘发现1B空气预热器电流由24A突然上升 40A左右，就地检查1B空气预热器一次风、二次风侧双金属扇形板自动跟踪装置已正常自动提升，指示在上限位置。经详细检查发现1B空气预热器一次风侧扇形板提升装置拉杆断裂。将B侧风烟系统出力转移。用千斤顶将1B空气预热器扇形板下部拉杆提升。2014年 5 月 7 日 22 时 40 分发生一起 1 空气预热器 1B一次风侧双金属扇形板自动跟踪装置提升拉杆螺栓断裂脱落的事件，导致 1B空气预热器电流由 22.9A摆动至 32A ，重新紧固后恢复正常。2014年 5月 2
8、3 日 08 时 34分，1A 空气预热器因一次风侧扇形板轻微卡涩，电流 22A到 25A之间摆动，就地检查减速机稍有晃动，考虑到1B空气预热器曾发生过的不安全事件，将1A空气预热器一次风侧扇形板提升到最高位。本次技术改造后因施工、设计原因陆续出现的不安全事件仅作简要介绍，本文重点阐述因运行工况变化， 确切的说是阐述由于空气预热器入口烟温变化导致的空气预热器转子卡涩事件的预防、处理与恢复。【造成空气预热器转子卡涩的主要原因】空气预热器在热态运行时，由于烟气自上而下流动，烟气温度逐渐降低；而空气自下而上流动， 空气温度逐渐上升， 这就使转子的上端金属温度高于下端温度，转子的上端的径向膨胀量大于下
9、端的径向膨胀量，再加上转子重量的影响，结果是转子产生 “蘑菇型变形” 。这种变形与负荷有关， 负荷越高，则烟温越高，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 19 页 - - - - - - - - - 变形越严重。变形之后，动静间隙（仅指热端动静间隙）增大，加重漏风；严重的会导致冷端转子与扇形板之间摩擦卡涩引发的安全事故。下图分别是是空气预热器正常运行中烟气、 空气流动方向示意图； 热态运行中空气预热器转子变形示意图；和转子在冷态、热态下转子状态对比示意图：可见，
10、当空气预热器入口烟温升高时，容易发生卡涩的部位在转子冷端，双金属扇形板自动跟踪装置的提升拉杆在由于入口烟温升高导致电流增大时迅速提升，不能起到缓解转子卡涩、保证安全的作用。反过来讲，机组停运后由于炉膛温度逐渐降低，加之送引风机、 一次风机停运导致空气和烟气不再高速流动， 空气预热器转子上端金属温度逐渐接近下端金属温度，转子上端径向膨胀量逐渐与下端径向膨胀量接近，“蘑菇型变形”逐渐消失，若空气预热器转子上部径向密封片与热端扇形板之间间隙调整过小，在机组停运后冷却过程中就极容易发生由于空气预热器转子热端与热端扇形板之间的摩擦、卡涩。【应对空气预热器转子卡涩的主要技术措施以及对机组运行带来的影响】预
11、防空气预热器转子在运行中发生卡涩主要从以下两个方面入手：一方面防止由于空气预热器入口烟温急剧升高、转子发生“蘑菇型变形”、在空气预热器冷端产生的动静摩擦； 另一方面需要防止机组停运后烟温降低、空气预热器转子逐渐复原、 在空气预热器热端产生的动静摩擦。白城发电公司自投产以来， 在预防空气预热器转子卡涩事故方面逐步摸索经验和总结教训。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 19 页 - - - - - - - - - 一、在防止空气预热器入口烟温升高导致转子发生严重变
12、形，造成卡涩、跳闸事件方面采取的措施。机组投产以来， 由于空气预热器原始安装原因， 当空气预热器入口烟气温度升高时易引起空气预热器膨胀不均导致的动静摩擦，表现为空气预热器电流频繁、大幅度摆动，特别是冬季，环境温度下降导致空气预热器入口一、二次风温降低，二次风温处于1020之间，一次风温由于暖风器设计容量偏小，风温处于-510之间，与空气预热器入口烟温偏差过大，当机组负荷高于450MW，空气预热器入口烟温高于365时，就有可能出现空气预热器电流摆动现象，以 1A空气预热器较严重，严重影响到空气预热器及机组运行安全。为解决这一问题，2012 年末进行再热器烟气挡板调整优化。首先分析了导致空气预热器
13、入口烟气温度高的原因：空气预热器入口烟气温度设计值为 420（BMCR 工况），但可以保证空气预热器安全的烟温远远低于该值。投产初期运行调整中为保证过热器、再热器出口汽温在正常范围内波动，再热器侧烟气挡板开度固定在10% ，过热器侧烟气挡板开度维持在100% （即过热器烟气挡板与再热器烟气挡板开度总和为110% ），该调整方式导致低温再热器后烟温远低于省煤器后烟温，尾部烟道的烟气分别由前后侧进入空气预热器前，由于烟气流速较快， 即使加装 SCR 反应器以后仍没有足够的时间和空间混合，造成局部温度偏高。随后在不修改热工逻辑的基础上进行简单的运行调整：在开大再热器烟气挡板的同时关闭过热器烟气挡板，
14、调整低温再热器后烟温尽量接近省煤器后烟温。通过调整发现空气预热器入口烟温下降1020，空气预热器动静摩擦问题得以解决， 同时带来如下利于机组运行的因素：1.省煤器吸热量相应减小， 省煤器出口水温降低，水冷壁各段工质温度降低， 有效缓解垂直水冷壁管圈超温问题，利于主蒸汽温度调节； 2.低温过热器吸热量相应减小， 低温过热器出口汽温降低，有效缓解屏式过热器管圈超温问题，同时也利于主蒸汽温度调节。 但同时再热器烟气挡板开大导致再热器侧通流烟气量增大，低温再热器吸热量相应加大， 再热器出口蒸汽温度升高， 再热器喷水量增大。 再热蒸汽温度升高、 再热器减温水量加大会严重影响机组经济性；再热蒸汽温度的频繁
15、波动会加速氧化皮的剥落。为了在保证空气预热器运行安全的同时，再热蒸汽超温问题， 便于寻求空气名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 19 页 - - - - - - - - - 预热器电流稳定与再热器喷水量最小的最佳工况点，并为寻求保证再热蒸汽温度减少大幅波动的最佳解决办法， 与热工人员共同进行再热器烟气挡板优化，将原有的过热器烟气挡板开度反馈与再热器烟气挡板反馈之和由110% 修改为 130% ，减小单次调整量；将再热器烟气挡板开度下限设置为20% ，过热器烟气
16、挡板调整下限设为 10% ，上限仍为 100% ，缩小调整范围，利于再热汽温度稳定。并对运行操作提出要求： 一方面遇有机组加负荷时， 提前开大再热器烟气挡板， 以控制空气预热器入口烟温升高幅度； 另一方面要求在保证空气预热器电流不发生波动的前提下，尽量关小再热器烟气挡板，以减小再热器减温水量。2013年 04 月 22 日曾发生一起运行人员为确保空气预热器运行安全导致再热蒸汽长时间超温的异常情况，事件简要经过如下：4月 22 日 07 时 02 分，1号机组负荷加至 530MW。加负荷过程中发现， 当 1A空气预热器入口烟温达到365时，1A 空气预热器电流波动上限开始升高，由23A波动到 3
17、0A 。如图 5：图 5. 加负荷过程中空气预热器入口烟温、空气预热器电流变化趋势（2013.04.22 ）为减缓空气预热器电流波动， 升负荷过程中严格控制空气预热器入口烟气温度升高，严格控制总风量， 升负荷及带高负荷运行过程中，锅炉总风量最高值为1938t/h，从而控制预热器入口烟温最高值未超过386。保留 5 套制粉系统运行以减小锅炉通风量。 同时加强对再热器烟气挡板调整，以降低预热器入口烟气温度。所采取调整措施如图6 所示：图 6. 为减缓空气预热器转子卡涩，调整再热汽温采取的调整手段（2013.04.22 ）1A空预器入口烟温1A空预器电流1 号机组负荷名师资料总结 - - -精品资料
18、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 19 页 - - - - - - - - - 经过一段时间的调整， 空气预热器入口烟温稳定在378左右， 1A空气预热器电流仍波动频繁， 经调整再热器侧烟气挡板仍无显著效果，但开大再热器烟气挡板导致的严重后果就是再热汽温上升，调整过程中再热汽温波动频繁，如图7所示：图 7. 调整过程中再热汽温、空气预热器电流变化趋势（2013.04.22 ）为保证再热蒸汽温度工作在允许范围内，不得已牺牲机组运行经济性投入再热器减温水， 但投入再热器减温水时需要兼顾电动给水
19、泵出力，当机组负荷达到530MW 时，1A 、1B 电泵转数最高值分别达到5796r/min 和 5804r/min，给水泵流B侧再热汽温频繁超温A侧再热汽温变化频繁1A 空气预热器电流频繁波动控制锅炉总风量控制 1 号机组加负荷速率调整再热器烟气挡板开度及时停运 1C制粉系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 19 页 - - - - - - - - - 量分别达到 830t/h 和 839t/h（此时 1C电动给水泵不备用， 该工况属特殊工况），此时开启再
20、热器减温水极易造成电泵超出力。如图8：图 8. 增加再热器减温水过程中给水泵流量及转速变化趋势（2013.04.22 ）采用再热器烟气挡板优化调整的措施， 有效解决了因为空气预热器入口烟温升高导致动静摩擦的问题。 辅以在机组加负荷过程中严格控制速率、过程中注意控制总风量、日常加强锅炉本体及炉底漏风治理等技术措施，在2012 、2013 年两年时间里未在机组运行中发生空气预热器入口烟温过高导致的动静卡涩事件。二、在防止空气预热器入口烟温降低、转子变形量减少、逐渐复原造成卡涩跳闸事件方面采取的措施。正常运行中，空气预热器转子随入口烟温逐渐下降，冷热端温差逐渐降低，径向膨胀量逐步接近， 转子“蘑菇型
21、变形” 量逐渐消失。 此时若转子变形量均匀，且空气预热器热端动静间隙调整适当，应当不会出现卡涩现象， 但锅炉停运后通常都会因为空气预热器入口烟气挡板不严、漏入热烟气导致的转子局部变形量偏大，空气预热器电流发生波动。此时若维持引风机、 送风机和一次风机运行， 空气预热器按照正常运行中的换热方式持续冷却，转子变形量自然会均匀收缩， 但出于保护锅炉受热面的目的，坚决不允许进行这样的操作。目前超临界机组都存在锅炉受热面内壁氧化皮剥落的现象情况，而且很多都出现过氧化皮剥落堆积导致的爆管、漏泄事故。金属蒸汽侧氧化皮的剥落主要是A侧减温水阀开度B侧减温水阀开度1B电泵转速1A电泵转速给水泵流量名师资料总结
22、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 19 页 - - - - - - - - - 因为氧化皮和金属间不同的机械特性，特别是温度特性引起的。 当氧化皮应变所积蓄的能量大于该氧化皮脱层而产生新的内表面所需的能量时，就会发生剥落。因此机组停运过程要将控制受热面内壁氧化皮剥落作为重点工作，绝对避免紧急停炉、强迫快速冷却， 防止壁温的大幅快速下降， 停炉后要应尽量延长锅炉保温时间。按照运行规程规定， 锅炉熄火、炉膛吹扫结束后应关闭全部烟风挡板进行闷炉，但在实际操作中， 除加强停运后空
23、气预热器电流变化情况和出入口烟温变化速度以外，通常采用开启空气预热器出口烟气挡板（电除尘入口烟气挡板）、开启引风机出入口挡板， 并稍开引风机动叶的方式， 利用烟风挡板的漏风量， 对转子进行冷却。 该方法较闷炉、 全关烟风挡板的状态对空气预热器转子冷却速度加快，但不致造成受热面壁温快速下降。【空气预热器转子卡涩事故发生的原因、处理方法及处理过程遇到的问题】下面结合投产以来曾发生过的两起由于运行参数变化导致的空气预热器卡涩、跳闸事件，谈一谈该类事件发生的原因、处理方法和附带问题。一、2号机组停运后 2A空气预热器卡涩跳闸事件1.事件经过2 号机组进行等级检修后机组试启动，以验证机组各主辅设备可靠性
24、。在试启动完毕进行汽轮机汽门严密性试验，锅炉熄火， 停炉前 A侧送、引风机单侧运行，B 一次风机单侧运行，F、G磨运行。2A 空气预热器电流2527A 摆动，入口烟温 313，出口烟温167；2B 空气预热器电流 21.73A，入口烟温307，出口烟温 60，预热器推力轴承温度/ 导向轴承温度分别为24/22。锅炉熄火后，按照规程规定，锅炉通风吹扫10 分钟后停止送、引风机、一次风机运行，进行自然通风。期间2A空气预热器电流 2527A 摆动，2A 空气预热器入口烟温和空气预热器出口烟温都逐渐下降。熄火 25 分钟后按照规程规定，关闭所有烟风挡板，2号炉进行闷炉。2A 空气预热器电流由 252
25、7A 缓慢上升，电流逐渐增大，最后在3741A 之间摆动，2A空气预热器入口烟温由292下降到 269，出口烟温由136涨至 160。就地检查无异常。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 19 页 - - - - - - - - - 发现空气预热器电流上涨后，运行人员全开烟风挡板自然通风，2A空气预热器电流由 3741A缓慢降到 2223A ，2A空气预热器入口烟温由269涨到 273，出口烟温由 160下降到 130。空气预热器电流恢复正常后， 又按照规程要求
26、又关闭所有烟风挡板，进行闷炉。（原因：开启烟风挡板后导致受热面快速冷却，容易造成受热面内壁氧化皮剥落，堆积堵塞导致锅炉爆管。）关闭烟风挡板 1 小时 16分以后发现 2A空气预热器电流由2223A再次缓慢上涨到 3842A 摆动，2A 空气预热器入口烟温由273下降到 257，出口烟温升高，投入空气预热器连续吹灰。11分钟以后 2A空气预热器主电机跳闸，跳闸时 2A空气预热器电流 61.7A，入口烟温 257，出口烟温 172。2A空气预热器辅助电机联启成功，电流57A ，辅助电机运行约13 分钟后电流缓慢涨到59A后跳闸，此时 A空气预热器入口烟温256，出口烟温180。空气预热器跳闸后检修
27、人员手动盘车，开启2A空气预热器出口烟气挡板，2A引风机出口挡板、静叶（当时引风机形式为静叶可调轴流风机，后在进行机组节能综合升级改造时改造为动叶可调轴流风机），复紧烟气入口挡板， 尽可能减小烟气泄漏量，同时打开烟气侧热端人口门，进行冷却。预热器入口烟温降到100，手动盘车正常后，投入预热器运行 , 各项参数正常。2.事件主要原因空气预热器在不通风情况下，由于入口烟气挡板不严，局部有热烟气漏入，总体上观察转子热端温度逐渐降低，冷端温度逐渐升高， 但转子冷热端温度并未均匀变化。 转子本体外侧受热不均， 导致各部位变形量不一致， 发生密封片与扇形板之间之间的动静卡涩。 另外为降低空气预热器漏风率，
28、 在 U201B检修过程中进行密封片调整，导致动静间隙过小，也加剧本次事故的发生。二、1 号机组正常运行中1B空气预热器转子卡涩、跳闸事件1.事件经过1 号机组 1B空气预热器在配合脱硝改造后，机组正常运行中发生一起典型的因入口烟温升高导致转子发生 “蘑菇型变形” 造成动静卡涩、转子停转的事故。时间简要经过如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 19 页 - - - - - - - - - 1 号机组负荷由 332MW 加至 500MW 过程中，由于加负荷
29、较快，再热汽温快速上涨，为防止再热汽温超温，将再热器烟气挡板指令由60% 加大到 90% ，并在稍后继续开大到 100% ，由于再热器烟气挡板开度的调整，再热器侧烟气温度与省煤器侧烟气温度之差由加负荷前的10（再热器侧烟温410.45，省煤器侧420.64），在 31 分钟时间内上升到100（再热器侧烟温397.95，省煤器侧 498.21）。期间A侧 SCR 入口烟温 1 初始值为 374.90、B侧 SCR入口烟温 1 初始值为 395.42并逐渐升高。 A侧 SCR 入口烟温 1 温度上升到 420.67,B侧 SCR 反应器已经因入口烟温高于420保护条件退出运行。加负荷过程中， 1
30、号机负荷加至 450.36MW 时， 1B空气预热器电流发生轻微波动， 电流从 22A波动至 25A ， 此时负荷 460MW， 总风量 1709t/h，一次风量 693t/h ，二次风量 820t/h ，总煤量 292t/h 。加负荷至 490.86MW 时， 一次风量为 719.4247t/h ，二次风量为 1007.4086t/h ，总风量为 1929.9406t/h 。同时发现空气预热器电流波动，立即调整各运行磨二次风挡板从 60% 关小至 35% ，燃尽风挡板从 65% 关小至 40% ，总风量减至 1591t/h，一次风量减至 687t/h ，二次风量减至734t/h 。当空气预热
31、器 1A 、1B 电流开始发生较明显波动，峰值分别波动至27A 、25A时，立即减负荷至450MW。并进行如下调整：开大再热器烟气挡板调整SCR 入口烟温，将再热器烟气挡板开度调整至55% 。事故发生时，1B 空气预热器主电机电流持续在59A不变化，空气预热器出口烟温开始快速上涨， 空气预热器出口一、 二次风温开始快速下降， 就地检查发现空气预热器停转，判断空气预热器卡涩。立即调整风量，一次风量减至687.9083t/h ，二次风量减至706.8872t/h ，总风量减至1555.7316t/h ，开始转移 B侧风机出力。此时一次风温以16.52/min的速率、二次风温以14.195/min
32、的速率下降，排烟温度以16.03/min 的速率上升。空预器跳闸后 1 分钟，再热器烟气挡板开度调整至60% ，此时再热器出口烟温升高到 415.81，省煤器出口烟温降低到466.49。温差为50.6764。2.事故处理过程相继停止 1B引风机、1B送风机、1B一次风机，1B 空气预热器运行，烟风系统半侧运行，负荷减至320MW，关闭 1B空气预热器烟风出入口一、二次门、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 19 页 - - - - - - - - - 烟气挡
33、板，温度最高升至 371开始下降，B侧空气预热器出口烟温最高涨至369后开始下降。 就地对 1B空气预热器手动盘车无法盘动， 确认 1B空气预热器已卡死，将 1B空气预热器主辅电机停电。发现 1B空气预热器故障后，运行人员除调整再热器烟气挡板开度以外，立即转移各大风机出力，陆续将1B一次风机、1B 送风机、1B 引风机停运。从发现1B空气预热器电流开始波动到负荷全部转移耗时约32分钟，从空气预热器转子停转到负荷全部转移耗时约16 分钟。1 号锅炉 1B空气预热器发生卡涩跳闸事故以后，发现停运对应侧引风机、一次风机、送风机可以满足锅炉安全运行的要求，立即调整各项运行参数在允许范围内，并开始研究如
34、何使1B空气预热器转子变形尽快消失，系统尽快恢复运行。通过反复论证与探讨得出一致结论： 必须启动空气系统 （一次风机、送风机）并关闭空气侧出口电动挡板，使冷空气通过径向间隙在空气预热器壳内窜动，将转子充分冷却后方可实现空气预热器的再次启动。相继启动1B一次风机和 1B送风机，保持 1B空气预热器出口二次风、一次风挡板，通过就地手动调整空气预热器入口侧一次风、 二次风挡板开度 （该类电动挡板为开关型挡板，远方仅能实现全开、全关操作），避免1A引风机过负荷，并同时保证空气预热器入出口烟温的持续下降。送风机、一次风机启动后经接近10 小时的通风冷却，手动盘车可以正常转动， 盘动 1 圈以后启动空气预
35、热器驱动电机，并逐渐开启烟、 风两侧电动挡板，系统恢复正常运行状态。3.事件过程分析3.1. 事件原因分析：a.加负荷过快是造成本次事件的原因之一，表现在主蒸汽压力偏差过大（4.2MPa ），燃料量量超调。按事故发生前稳定运行状态的煤质计算， 500MW负荷对应燃料量应大约为295t/h 左右, 加负荷过程中特别是从460MW 开始燃料量超调，平均燃料量达 315t/h 约 10分钟。由于燃料量超调， 总风量没有得到有效控制，总风量由 1720t/h 迅速升至 1927t/h，造成烟气量增大，烟气热负荷过高，既不利于汽温控制，也造成空气预热器膨胀速度过快，变形加剧。同时燃料量，总风量超调导致排
36、烟温度快速升高，进一步加剧空气预热器膨胀和变形。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 19 页 - - - - - - - - - b.再热器烟气挡板开度调整不当是造成本次事件的重要原因，整个加负荷过程低温过热器侧平均开度为90% ，造成低温再热器出口烟气温度397，省煤器出口烟气温度 499，两侧烟温相差 102，空气预热器入口烟气A侧最高温度 441、B 侧最高温度 470，使空气预热器转子膨胀量超过以往膨胀量。c.运行人员未进行充分的事故预想，事故判断及
37、处理时间稍晚也是造成本次事件的原因之一，通过1B空气预热器电流连续快速升高趋势及峰值可以看出，在1B空气预热器电流已达额定值并仍为上升趋势时，6 分钟后才开始减负荷， 此时电流已达 71A ，而且减负荷没有立即停磨，14分钟以后才急停 1F 磨。3.2 事件过程中，其他现象及操作过程的分析a.1A引风机单独运行时，运行电流偏高现象1A引风机单独运行时，电流达到325335A，特别是 1B空气预热器人孔门开启以后，1A 引风机电流一度达到360A 370A ，出力远远大于单台引风机运行时电流值的 2 倍，如图 9。图 9 为半侧运行时送引风机系统运行状态画面，从图上可见， 1B引风机入口压力低至
38、-3400Pa 以下，1B 引风机出口压力降低至-700Pa以下（300MW 工况下，两台引风机运行时，入出口压力分别为 -1650Pa -1750Pa 、280Pa 380Pa ）。1B引风机在约 2700Pa的压差作用下高速倒转，就地采用枕木强制制动难度较大。图 9. 半侧运行时，送引风机运行状态1A 引风机电流1B 引风机入口压力1B 引风机出口 压力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 19 页 - - - - - - - - - 1A引风机电动机线圈
39、温度达到报警值。如图10：图 10. 半侧运行时， 1A 引风机运行状态1B空气预热器冷却过程中开启冷热段人孔门也造成1A引风机电流的增大，准备恢复 1B空气预热器运行前恢复人孔门时发现， 1A引风机电流下降，电动机绕组温度开始逐步下降，1B 引风机出入口压力略有增长，如图11：图 11.1B 空气预热器人孔门回装过程中，1A、1B引风机各参数变化1 号机组 1B引风机首次在空气预热器出入口挡板关闭的状态下停运，在空气预热器手动盘车可以运转之后进行通烟操作时，系统运行参数发生如下变化： 1B1A 引风机电机绕组温度1A引风机电流由349A 下降至313A1B 引风机入口压力由-3778Pa 上
40、升至-3410Pa1B 引风机引风机出口压力由-734 升高到-688Pa1A 引风机电动机绕组温度缓慢下降名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 19 页 - - - - - - - - - 引风机出口压力由-730Pa上升至-260Pa ；1B 引风机入口压力由-3500Pa上升至-1600Pa ；1B 引风机电流由 314A下降至 221A ；电动机绕组温度由95缓慢下降至 60（约 2个小时时间降到正常值），历史趋势见下图：图 12.1B 空气预热器通烟
41、过程中， 1A、1B引风机各参数变化在 1B空气预热器二次风侧出、 入口挡板关闭的状态下， 启动 1B送风机对 1B空预器转子强制冷却。 联开出口挡板时， 炉膛压力迅速升至 222Pa ，1A引风机动叶开度在 37 秒内由 50% 开大 59% ，电流在 41 秒之内由 340A增大到 456A ，超过额定电流，立即停止1B送风机，引风机运行参数恢复正常。操作过程见图13：图 13.1B 送风机第一次启动过程中，各运行参数变化红线 1B 空预器入口挡板状态蓝线 1B空预器出口挡板状态1B 引风机电流灰线 1B 引风机出口烟气压力浅绿线 1B 引风机入口烟气压力粉线 1B 引风机电动机绕组温度1
42、A 引风机电流1A 引风机动叶开度炉膛压力1B 送风机电流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 19 页 - - - - - - - - - 过程分析1B引风机出入口电动挡板不严密是造成1B引风机出入口压差增大、 1B引风机在 1A引风机抽吸作用下快速倒转的主要原因。1B空气预热器出口挡板也存在漏泄情况， 虽然可以再空气预热器半侧运行时维持机组运行，但打开空气预热器人孔门便导致1A引风机电流增大的现象足以证明挡板还存在漏风现象。1B空气预热器二次风侧出口挡板不
43、够严密，是造成启动1B送风机时炉膛压力波动的原因。1A引风机为动叶可调轴流风机， 造成其出力增加速度远远高于静叶可调轴流风机，加之电液执行方式未在就地控制器内设置指令与反馈的调节死区，调解机构动作过于灵敏，导致1A引风机运行电流超过额定值。b.强制冷却过程中，一次风机、送风机的正确启动方式第一次启动 1B送风机对空气预热器强制冷却时， 造成 1A引风机电流急剧增大，通过紧急停运1B送风机的处理方式避免引风机过电流跳闸事故，但为使空气预热器尽快冷却， 必须启动一次风机和送风机， 因此需要研究切实可行的启动方式。送风机启动过程再次启动 1B送风机，首先将 1A引风机动叶控制方式切为“手动”，手动操
44、作 1A引风机动叶开度，调整炉膛压力到-200Pa以下，以防止风机启动时因炉膛压力波动，1A 引风机调整幅度过大导致电流过高。关闭 1B空气预热器入口二次风电动挡板开度到全关位置，启动1B送风机，过程中重点观察炉膛压力变化和1A引风机电流变化情况。 1B送风机的启动使锅炉总风量由1300t/h 增加到 1442t/h。启动过程中炉膛压力波动最高值达到+180Pa ，未对系统运行安全构成威胁。1A引风机电流最高波动至380A ，不影响引风机及电动机的安全运行。送风机启动且运行平稳后，就地手动缓慢开大1B空气预热器二次风侧入口电动挡板，开打过程中注意就地与远方的沟通和联系，避免对炉膛压力、 1A引
45、风机电流、二次风母管压力等参数造成严重影响，直至全开。1B送风机启动过程中各参数变化见图14：图 14.1B 送风机第二次启动过程中，各运行参数变化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 19 页 - - - - - - - - - 1B一次风机启动过程与1B送风机启动过程基本相同，不同的是未将1B空气预热器一次风侧入口电动挡板全开，就地操作稳定在50% 位置，如图 15：图 15.1B 一次风机启动过程中，各运行参数变化c.一次风机启动后冷却过程为加快空气预热
46、器冷却速度，启动1B一次风机，启动前 1B一次风机出口调温风母管电动蝶阀开度为50% ，1B 空气预热器一次风侧入口挡板开度为17% ，风机启动后逐渐将 1B一次风机出口调温风母管电动蝶阀全开，缓慢将 1B空气预热器一次风侧入口电动挡板开启至50% 。启动初期由于冷风的窜入，空气预热器出口一次风温明显下降，最终降低至炉膛压力1B 送风机电流1A 引风机电流1B 送风机出口挡板状态1A 引风机动叶开度锅炉总风量1B空气预热器一次风侧入口挡板一直未显示“开”1B 一次风机电流1A 引风机电流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
47、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 19 页 - - - - - - - - - 190。随后空气预热器出口一次风温反弹升高，通过调阅历史趋势发现，热一次风母管压力1B 一次风机出口压力1B 空气预热器出口一次风压力，可判断风温升高是由于 1B空气预热器一次风侧出口电动挡板不严，导致热一次风母管内热风漏入 1B空气预热器一次风道热端。热一次风母管内热风漏入到1B空气预热器一次风室热端，造成热一次风母管压力下降，由 8.87kPa 降低至 7.00kPa。图 16. 冷却过程中一次风压力参数变化发现热一次风母管压力有下降趋势后， 23 时 25分就地手动将 1B空气
48、预热器入口一次风挡板由50% 关小到 24% 。压力维持在 6.5kPa 并缓慢上升。【经验总结】受热面回转式空气预热器发生 “蘑菇型变形” 造成转子与扇形板之间卡涩甚至停转事故，应根据系统布置方式、设备运行方式不同，采取不同的处理方式，下面是本文作者真对白城发电公司锅炉烟风系统布置及设备选型情况的一些浅显总结，仅供读者参考。一、空气预热器因入口烟温急剧升高导致卡涩跳闸的不安全事件，重在通过运行调整进行预防而不是事故发生后的处理。一方面各发电企业挡板严密性、 热工逻辑设置偏重角度以及设备可靠性都不尽相同，当空气预热器卡涩跳闸事件发生后，有可能发生因一次风机出口挡板不严引起停运侧风机倒转，一次风
49、压力不足1B 空预器出口一次风温热一次风母管压力1B 空预器出口一次风压力1B 一次风机出口压力1B一次风机电流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 19 页 - - - - - - - - - 导致制粉系统不能正常运行而被迫停炉等后续问题。二、对于地处东北、西北等经济落后地区的火电企业，常年机组负荷率偏低，设备、人员不经常接受高负荷考验， 在机组进行额定工况性能试验等需要加负荷的操作过程中， 一定要严格控制加负荷速率，重点关注风量参数， 同时控制再热器烟气挡
50、板开度，兼顾再热汽温度和空气预热器入口烟温。三、进行空气预热器转子冷却时，在进行启动一次风机、启动送风机、调整各挡板等操作时， 一定要关注炉膛压力、 引风机电流等参数变化， 不要因为进行处理不当而导致事故扩大。【结束语】历年来，很多火力发电厂在生产运行中遇到多种多样受热面回转式空气预热器设备发生的故障， 各厂也在处理先天性缺陷、 家族性缺陷方面积累了丰富的经验。 由于本文作者水平有限， 仅仅对投产来发生的各类事故进行罗列和简要分析，未谈及深层次的观点， 更未对空气预热器事故进行扩展性的阐述，其中个别观点难免偏颇和缺少理论支撑，今后的生产实践中将继续摸索和研究。作者简介：赵志文，1978年 12