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| 某电厂2×660 MW超临界机组5号锅炉为单炉膛、一次中间再热螺旋管圈直流炉,采用直流燃烧器四角切圆燃烧方式,24只燃烧器分6层布置于炉膛下部四角。设计煤种为兖州地区烟煤。在锅炉吹管和机组带负荷试运行期间,送风机和一次风机先后发生失速,造成锅炉灭火。
在进行送风机的并列解列试验时,当A、B送风机的动叶开度达到65%左右时,A送风机发生失速;在5号锅炉吹管及整套试运期间,A送风机也发生过失速。送风机并列解列试验时失速过程如下:试验时A、B送风机并列运行,调节2台送风机动叶开度,A送风机动叶开度为65%,风机电流为83.6 A,B送风机动叶开度为72%,风机电流为86.4 A。风机出口压力为1.86kPa,总风量为1 385 t/h,风机稳定运行。当A送风机动叶开度加至67%时,A送风机电流和出口压力突然下降,轴承振动增大到8.5 mm/s,接近跳机值10 mm/s,送风机出现强烈噪声,判断发生失速,将A送风机动叶开度降到65%以下,失速现象消失。因此,为了防止A送风机发生失速,A送风机动叶最大开度不能大于65%,但机组带600 MW负荷时,炉膛出口氧量只有1.5%左右。A送风机的失速严重制约了锅炉带负荷能力,机组无法进行168 h满负荷试运行。
为找出A送风机发生失速原因,对A、B送风机进行了出力对比试验。试验中,送风机出口至锅炉炉膛风道上的所有风门状态保持不变,通过引风机调整膛负压,记录不同动叶开度下的送风机电流、出口压力、风量及振动值,试验结果见图2。由图2可见,A、B送风机的出力偏差随着动叶开度的加大逐渐变大,最大可达300 t/h。在相同的动叶开度下,A送风机的出力比B送风机的出力低,但A送风机的电流却比B送风机的电流大,即A送风机电功率比B送风机的大,表明A送风机的效率比B送风机效率低。对试验中发现的问题,送风机制造厂认为是由管道系统引起,因此对送风系统管道、空气预热器、暖风器的积灰情况和所有风门开关情况、风机入口消音器阻力进行了详细检查,结果送风管道系统正常。随后打开风机人孔门对送风机内部进行检查。发现A送风机出口导叶安装反向(正确的安装见图3)。轴流风机出口导叶的作用是消除动叶出口气流的旋转运动,使这部分动能转换为压能,最后沿轴向流出[2]。出口导叶安装反向,气流在导叶内部会产生撞击和涡流,降低了风机出力和风机效率因此风机出口导叶安装反向是造成送风机失速的主要原因。更换A送风机出口导叶需要4天时间,因此临时将导叶的前端割去10 cm,以降低反向安装的出口导叶对风机出力的影响。实施后对A、B送风机进行出力对比试验表明,A、B送风机的最大出力偏差减小到100 t/h左右,A送风机的出力明显增加。送风机并列运行时,A、B送风机动叶开度在80%以内,送风机运行正常,机组满负荷运行时,炉膛出口氧量达3.0%,满足满负荷运行要求。
对2台一次风机进行了出力对比试验,风机性能基本相同;对2台一次风机的就地动叶开度进行了检
查,开度基本一致。据此,认为造成一次风机失速的原因主要是制粉系统阻力过大。制粉系统阻力过大的原因有:
(1)制粉系统投运初期,磨煤机的风量和风温自动调节系统还未投入,为了防止送粉管道堵管,磨煤机的通风量控制在85 t/h左右,通风量较大,磨煤机的通风阻力也随之增大。只要一次风速大于18 m/s,就可以防止煤粉在管道内的沉积,满足煤粉的输运要求[3]。一次风速为18 m/s时,一次风的质量流量约72 t/h。在磨煤机入口,设有磨煤机通风量测量装置,但测量值不包括密封风量和煤的水分在磨煤机中产生的水蒸气量。在1台磨煤机中,这两部分风量之和约6 t/h,因此磨煤机通风量测量值只要大于66 t/h就可以保证一次风速大于18 m/s。为了保证煤粉前期充分燃烧,随着磨煤机出力的增加,一次风量也应增加。对于烟煤,磨煤机正常运行时风煤比保持在1.8左右比较合适。根据厂家提供的曲线,当磨煤机制粉出力在42t/h时,风煤比达到2.1,风量偏大,因此对风量调节曲线进行了调整。调整后的风量调节曲线,当磨煤机制粉出力在(40~55)t/h时,风煤比可保持在1.8左右。
(2)根据磨煤机运行要求,粗粉分离器出口温度控制在(70~100)℃之间,调试期间将磨煤机出口温度控制在85℃左右,此时磨煤机入口热风门基本全开,而入口冷风门开度一般在30%以下,从而增加了系统阻力。根据入炉煤质,将磨煤机出口风粉混合物的温度控制在70℃左右,即可满足燃烧要求。因此,将磨煤机出口温度调低,使热风门开度和冷风门开度都在60%以上,系统阻力有了明显的下降。根据风机理论失速线和一次风机发生失速时的运行数据,规定了不同动叶开度下一次风压操作。采取该措施后,在168 h试运行期间,一次风机未发生失速。
防止轴流风机失速的措施
(1)对于送风系统,可采取调整空气预热器密封间隙降低漏风率,定期对空气预热器进行吹灰、定期清理暖风器等来降低系统阻力。此外,在满足煤粉输送和燃烧要求的前提下,尽量降低磨煤机的通风量;通过锅炉和制粉系统的性能试验,确定合理的分离器挡板开度;降低磨煤机出口温度,使磨煤机进口冷风门开度增大;调整空气预热器的密封间隙,降低一次风漏风量;必要时将风量分配至备用磨煤机,以降低一次风压力。
(2)根据实测的风机失速区域不同负荷下的风量要求,控制风机出口风压在允许范围内,使其工作点在失速线的下方。
(3)并列运行的风机动叶开度应保持一致,2台一次风机并列运行时,增减操作应同步进行,避免偏差过大。
(4)在选择轴流风机时,设计点应落在相应最高效率工况调节器开度再开大15°左右的曲线上,且应保证失速余量k>1.3。为了准确地确定锅炉所需风量、风压,应了解相同类型锅炉实际运行中所需的风量、风压,使风机参数与实际系统阻力特性相匹配。 |
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