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1、57静叶调节轴流式引风机抢风问题探讨孙文华1, 何森21. 国电谏壁发电厂, 江苏镇江2120062. 青海桥头铝电有限公司, 青海大通810100摘要 针对锅炉运行中存在并联运行引风机抢风的问题 ,从风机性能曲线、 工作点角度入手对 AN 型静叶调节轴流引风机进行了分析。结果表明 , 由于引风机抢风 ,整个管网的阻力曲线发生了变化,使得风机工作点落入! 形区域内 , 导致炉膛压力处于不稳定状态甚至使风机出现过电流而损坏。根据实例 , 对引风机抢风的现象 、 原因进行了分析,并提出了防范措施。关键词锅炉 ; 静叶调节轴流式; 引风机 ; 增压风机 ; 抢风; 阻力曲线 ;工作点中图分类号 T
2、K223. 26文献标识码 B文 章 编 号 1002 3364( 2009) 07 0057 03DOI编 号 10. 3969/ j. issn. 1002 3364. 2009. 07. 057AN APPROACHTO PROBLEMOF SCRAMBLINGFOR AIR OF AXIALI. D. FANS WITHSTATIONARYBLADE ADJUSTMENTSUN Wen hua1, HE Sen21.GuodianJianbi Power Plant, Zhenjiang 212006, Jiangsu Province, PRC2. Qinghai Qiaotou A
3、lu minium and ElectricityCo Ltd, Daton g 810100, Qingh ai Provin ce,PRCAbstract: In operation of boilers, the problem ofscrambing for airis existing betw een the axial induced draft ( I. D. ) fans connected in parallel operation. Regarding to this, startingfrom the performance curve and the angle of
4、 working point for said fans, the problem ofscr ambling for airconcerningAN type axial I. D. fans with stationar y blade adjustment has been analysed. Results show that the resistance cur ve of the whole pipeline netw ork has changed due toscramblingfor air , making theworkingpoint of said fans to b
5、e dropped into !shaped r egion, thescrambling for aircan make pressure in the furnace to be in an unstable state, even making the fans to be damaged due to occurrence oflarg e electr ic current. Based on the livingexamples, the phenom enon, cause, and disposal of problemscram bling for airof axial I
6、. D. fans have been explained, and some preventivemeasures being putforw ard.Key words: boiler ; I. D. fan with satio nary blade adjustment; booster fan; scramblingfor air; resistancecurv e;working point作者简介 :孙文华 ( 1981 ) , 男, 汉族 , 宁夏卫市人 , 毕业于长沙电力学院热能与动力工程专业 , 现为国 电谏壁发电厂发电运行部 助理工程师, 从事发电运行培训工作。E mai
7、l:sunwh918 yahoo. com. cn名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 581静叶调节轴流式风机的抢风静叶调节 ( 以下简称静调 ) 轴流式风机广泛地应用于电站锅炉中, AN 型静调轴流式引风机是引进德国 KKK公司的产品 , 是一种子午加速风机, 它由进气室、 前导叶、集流器、叶轮、后导叶和扩压器组成。AN风机由前导叶进行风量调节, 能在 -75? 30?范围内实现无级风量调节。由 AN 型静调轴流式
8、引风机的性能曲线( 图 1) 可以看出 , 单台 AN28e6 型静调轴流式引风机性能曲线是一些在小流量区域内具有驼峰形状的曲线。在火力发电厂中 , 2 台引风机通常采用并联的运行方式,风机并联时的运行工况由并联工作的总性能曲线与管网阻力曲线的交点来确定, 根据并联工作时风压相等、流量相加的原则绘制。图 1AN 静调轴流引风机性能曲线抢风 是指并联运行的2 台风机其中1 台风量特别大 ,而另 1 台 风量却很小, 即使风机的特性完全一样, 而 DAS 画面上的电流仍相差很大, 此时如果稍有干扰 (如开大小风量风机的进口导叶, 或关小大风量风机的进口导叶) , 2 台风机的风量就会相互交换, 原
9、来风量大的风机会突然小风量运行, 而原来风量小的风机又突然转为大风量运行, 2 台风机的电流也随之转换, 造成炉膛负压剧烈波动, 严重时会因1 台风机风量过大导致电动机过电流而损坏。图 2 为 2 台并联运行静调轴流式风 机的并联特性及其在 管网中的工作情况。从图 2 可以看出 , 2 台具有相同性能曲线# 和 ?的风机 , 并联工作时总性能曲线%是一条具有! 形区域的曲线。若2 台风机在管网系统1 中运行 , 则点 1为系统的工作点, 每台风机都将在点1& 稳定运行 , 此时不会出现抢风现象。如果由于某种原因, 管网系统阻力改变 至系统 2时 , 则风机 进入 ! 形 区域内运行。图 2轴流
10、式风机并联工作抢风现象此时, 管网阻力曲线与2 台并联风机的总性能曲线%的 ! 形区域同时相交于点2 和点 3。风机在点2 的工作是暂时的 ,很快会移动到点3, 使 1 台风机在大风量的点 3&( 稳定区域 ) 工作 , 另 1 台风机在小风量的点3?工作, 2 台风机的工作平衡状态被破坏。这时, 稍有干扰就会立即出现风量忽大忽小、大小反复切换的抢风 现象 , 尤其当管网系统的容量足够大时, 抢风就更为严重 , 使风机处于不稳定的并联运行工况。由于并联运行静调轴流式风机性能曲线的! 形区域是在小流量范围内, 所以避免风机抢风的根本措施是防止工作点落在! 形区域内。一旦发生抢风,应采取措施使风机
11、工作点离开! 形区域 , 如减小系统阻力, 使管网阻力曲线右移等, 使风机回到稳定工作区。2抢风 实例某电厂 12 号锅炉配置2 台 AN28e6 型静调轴流式引风机 ,主要技术参数如表1 所示。表 1引风机技术 参数项目数值( 设计工作点/ BM CR 点)容积流量 / m3( s-1300/ 260全压 / Pa4 686/ 3 604入口烟气温度/ )136入口烟气比体积/ m3( kg-11. 098 9风机全压效率/ %84. 4/ 85. 412 号机组负荷为208 M W, 甲、 乙送、引风机、一次风机及 3 台磨煤机运行 , 甲、 乙引风机进口导叶开度40%、 42%, 电流均
12、为 101 A, 炉膛负压 - 40 - 70 Pa,出口烟气压力 0. 016 kPa、 0. 184 kPa,机组运行稳定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 592.1抢风现象抢风事故发生时 , 甲、 乙引风机进口导叶开度自动开至 47% 、 50% , 甲引风机电流94 A, 乙引风机电流则达到 107 A, 甲、乙引 风 机出 口 烟气 压力 已 达 0. 25kPa、 0. 48 kPa, 炉膛负压剧烈波
13、动。此时, 解列引风自动, 手动关小乙引风机导叶开度, 当关至 46%、 电流达104 A 时 , 甲、 乙引风机电流突然发生变化, 甲引风机电流突升至123 A, 乙引风机电流降为95 A, 炉膛负压最大达 - 360 Pa。后将脱硫增压风机进口导叶开度加大, 使引风机出口烟气压力降低, 同时适当关小2 台引风机导叶开度, 2台引风机电流逐渐趋于正常,炉膛负压也逐步趋于正常。2.2原因分析经分析 , 认为抢风发生的原因是2 台并联运行静调轴流引风机的工作点落入了! 形区域。锅炉正常运行中 ,当负荷变化不大时, 2 台引风机的开度基本保持不变 , 由于风机定速运行,风机的性能曲线基本不变,则使
14、风机工作点发生变化并落入不稳定区域显然是整个管网的阻力曲线发生了变化。图3 为 12 号锅炉引风机管网系统。图 3引风机管网系统根据图 3, 把引风机管网分为3 段进行讨论。第1段为锅炉本身的尾部受热面及电除尘、引风机进出口烟道 ,第 2 段为脱硫系统 , 第 3 段为烟囱。(1) 第 1 段当锅炉尾部受热面如低温过热器、省煤器、 空气预热器积灰时, 各受热面前后烟气压力差增大, 管网阻力变大。由图2可知 , 这会使管网阻力曲线左移。(2) 第 2 段当脱硫系统正常运行时, 整个脱硫系统增加的阻力由增压风机来克服, 这样增压风机与引风机相当于串联运行。当脱硫系统运行正常,如果增压风机的出力大于
15、脱硫系统的阻力, 即增压风机在帮助 引风机。反之, 如果增压风机的出力小于脱硫系统的阻力 ,则引风机在帮助增压风机。因此, 脱硫系统运行正常时 , 应尽量控制增压风机出力与脱硫系统的阻力相同 , 使增压风机进口负压(或引风机出口烟气压力 ) 数值和脱硫系统投运前数值相同。那么, 脱硫系统产生的阻力全部被其增压风机本身所克服, 脱硫系统对引风机的安全运行没有影响。( 3)第 3 段由于烟囱本身会产生一个向上的通风力即自生通风力, 自生通风力和增压风机( 脱硫系统停运时为引风机 ) 的压力共同作用,以克服烟囱本身的阻力。研究表明 , 在烟囱高度一定的情况下, 自生通风力主要取决于烟气温度。因此,当
16、锅炉负荷下降, 排烟温度降低时 ,烟囱自生通风力下降,此时由于烟气量减小, 烟囱阻力也较小, 若自生通风力下降大于烟囱阻力下降 , 则整个管网的阻力相对于高负荷时增大。根据该机组几次引风机抢风前后的相关参数得知,抢风发生时机组负荷均在200 M W 左右 , 且在变负荷工况 ,发生引风机抢风时增压风机入口负压均变小 , 甚至发生正压现象( 引风机出口烟气压力正值增大 , 基本上都大于 + 0. 2 kPa) 。由于 12 号炉脱硫增压风机进口负压控制不能投入自动控制, 当机组负荷发生变化时 , 只 能手动调节增压风机进口导叶开度。这样, 当负荷变化较大或较快时, 由于手动调节的局限性往往导致增
17、压风机进口负压超出正常控制范围, 甚至超过保护定值使旁路挡板开启。因此,增压风机进口负压变小 , 引风机管网阻力增大是导致引风机抢风 的主要原因。另外 ,由于 12 号炉省煤器甲侧一只灰斗出灰系统自投运后一直运行不正常及12 号炉投产后有一段时间甲预消防水门内漏, 消防水进入空气预热器, 波形板有可能受潮结垢等原因, 12 号炉甲空气预热器烟气侧压差比乙空气预热器压差大0. 4 kPa( 200 M W 负荷时) , 从而使 2 台引风机各自的管网阻力特性不同。甲引风机的管网阻力较乙引风机的大, 使得甲引风机更容易首先进入小流量的不稳定区域, 这也是诱发引风机 抢风的重要原因之一。3防范措施(
18、1) 应控制增压风机入口负压在- 0. 4 -0.45 kPa范围内 , 使引风机出口烟压为负值或 0, 最多 不超过0. 2 kPa。当起、停磨煤机大幅度加、 减负荷时 , 对增压风机进口导叶及时进行调整。( 下转第 79 页)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 79蒸汽温度最低, 此温度是各排空凝器整体运行情况的反映 ,如果控制不好容易结霜将抽气口堵住, 使本排空凝器管束全部冻结。(3) 凝结水收集联箱表面温度绝
19、大多数蒸汽在顺流换热单元中凝结成水, 而逆流换热单元仅有少量的蒸汽 , 通过实测各排空凝器凝结水收集联箱的表面温度可反映出顺流换热单元的散热效果。(4) 加强对凝结水溶氧的监视与调整凝结水溶氧超标 , 反映出空冷系统严密性较差, 存在真空系统泄漏, 易造成空凝器局部冻结。此时, 可适当提高低压缸轴封进汽压力, 并对安全门、 防爆门、负压系统进行查漏、 堵漏工作 , 直至溶氧合格。(5) 凝结水过冷度监视汽轮机低压缸排汽压力对应的饱和温度与各排空凝器凝结水收集联箱的凝结水平均温度的差值。正常情况下凝结水过冷度控制在3 ) 之内 , 空凝器聚集空气或环境温度越低、低负荷运行情况下 , 凝结水过冷度
20、越大,容易造成空凝器局部冻结。对此 , 可采用增加负荷、 起动备用真空泵、 停运风机或使风机倒转的方法进行调整, 以减少凝结水过冷度。(6) 加强就地检查由于空凝器散热管束结构等方面因素 ,散热管束表面存在3 种温差现象。运行中监视的参数只是反映空凝器整体运行情况, 不能反映局部结冰情况。加强对空凝器散热管束表面的温度实测, 可以及时掌握空凝器内部蒸汽分配以及局部凝结的状况。发现个别换热管束表面温度较低甚至低于0) 时 ,应及时采取调整措施, 防止其发展和蔓延。4结论及建议( 1)夏季高温时由于空凝器的结构特点, 直冷机组出力受到影响 , 但是威胁机组空凝器运行安全的主要因素是夏季的大风和热风
21、回流, 它会减少空凝器空冷风机的进风量 , 造成机组背压瞬间急剧上升, 直至背压保护动作而发生停机事故。建议电厂建立小型气象观测站 , 准确测试环境风向、风速等气象数据, 找出环境参数变化对机组运行背压的变化趋势, 制定机组运行背压与自然风向、 风速的关系曲线, 编制背 压急速升高、 快速降负荷的热控逻辑程序, 通过背压急速升高率和风速、风向仪的修正 , 实现机组分散控制系统( DCS)自动快速降负荷目的。( 2)防止冬季寒冷造成空凝器冻结, 在空冷系统设计上, 空凝器散热器管材采用抗冻性能好的大截面椭圆管束 , 合理配置空凝器顺、 逆流换热单元以及变频风机, 并加装蒸汽分配管阀门和伴热带。在
22、运行方面,应从保证空凝器在不同环境温度下防冻的最小热量所对应机组的最小出力出发,充分考虑空凝器热力和蒸汽流量分配不均因素, 密切监视各排空凝器凝结水收集联箱的凝结水温度和真空抽汽口的温度变化, 发现参数异常及时调整 , 并加强日常设备巡回检查。 参考文献1丁尔谋 . 发电厂空冷技术 M .水利电力出版社,1992.2朱大宏 , 雷平和 .600 MW 直接空 冷凝汽 器的度 夏与防冻能力探讨 J .电力建设 , 2006(9).3孙立国 , 田亚 钊, 孙康 明. 600 MW 直 接空 冷机 组的 防冻及解冻 J .电力建设 , 2007(6).( 上接第 59 页 )(2) 对增压风机入口
23、负压控制的策略进行改进, 采用将引风机的导叶开度信号作为主信号、以增压风机入口负压为反馈信号进行控制, 使该控制正常投用。(3) 锅炉正 常运行中 , 通过吹灰等方法保持省煤器、 空气预热器等尾部受热面的清洁, 停炉后检查空气预热器波形板的清洁情况, 及时消除甲侧省煤器灰斗的出灰故障。(4) 2 台引风机并联运行时, 无论在稳定工况下或调节过程中 , 均应尽量保持2 台引风机的负荷相同, 可通过改变偏置值使2 台风机出力相等。(5) 在锅炉点火和低负荷运行时, 可以采用单台引风机运行。( 6)一旦发生抢风,应将炉膛压力控制由自动控制方式切为手动方式, 减小 2 台引风机导叶开度, 适当加大送风量 ,用送风控制炉膛压力,并迅速加大增压风机导叶开度 ,使进口负压恢复至正常值。 参考文献1毛正孝 . 泵与风机 M .北京 : 中国电力出版社 , 2002.2武兴民 , 李海松 .自生通风力 对电站锅 炉引风机 运行工况的影响 J .风机技术 , 2006(5) :19 20.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -