大型火电厂锅炉轴流式引风机抢风处理方法邓顺勇大唐陕西韩城第二发电有限责任公司发电部陕西韩城715405摘要：针对大型火力发电机组轴流式引风机并列运行中出现的抢风现象，对轴流风机工作性能曲线进行了理论分析，并提出了改进方法，以大唐韩城第二发电有限责任公司二期工程两台600MW机组运行工况为实例，进行了一系列改进实验。
结果表明，该方法能够有效解决轴流风机并列运行出现的抢风问题，提高锅炉运行的安全性能，降低因抢风引起的安全事故发生。
关键词：引风机；抢风；改进Abstract：For the phenomenon of the over-wind guiding in the paralleling operation of the axial induced-draft fan of the boiler in large thermal power plants, the characteristic performance curve of the axial induced-draft fan was analyzed, the improving method was introduced. The operation station of 600 MW generating units in the second stage project of Datang Hancheng Second Power Plant Company Limited was used as instance, and then was performed a series of improving experiments．The experimental experiments shows that the phenomenon of the scrambling for air in axial induced-draft fan can be resolved effectively with the proposed method. Therefore, the safety characteristic of the boiler was improved, the safety accident was reduced caused by the over-wind guiding.Keywords：Induced-draft fan; Over-wind guiding; Improving1.引言：随着火力发电机组容量的不断增大，300-600MW机组逐渐成为国内火力发电的主力机组。
轴流风机具有风量大、结构简单、占地面积小、效率高等优点，在大型火力发电机组平衡通风锅炉的引、送风机中得到了广泛应用[1-3]。
由于轴流风机工作性能曲线存在不稳定的工作区域，因此实际运行中会产生喘振、失速和并列运行抢风等一系列影响稳定运行的安全隐患。
针对引风机并列运行抢风现象，提出了针对600MW火电机组引风机抢风处理方法。
2．锅炉风机和风烟系统存在问题及分析以大型火电厂锅炉通风系统采用的典型平衡通风方式为例，实验研究对象由两台动叶可调轴流式送风机、两台双级动叶可调轴流式一次风机和两台入口静叶可调轴流式引风机组成。
为了满足火电厂达标排放要求，增加了由预洗塔和吸收塔构成的两塔串联布置结构的烟气脱硫系统。
脱硫系统设计有增压风机与引风机串联运行方式，但正常运行中脱硫增压风机动叶开度大，受增压风机自身缺陷限制（入口导叶开到一定程度风机振动大，不能长周期在80%开度以上运行），不能满足正常满负荷运行引风机出口微负压运行的要求，大负荷运行时引风机后烟气系统阻力增加而偏离设计值。
引风机运行过程中不断抽出炉膛产生的烟尘和过剩空气混合物，并维持炉膛一定负压运行，介质经过炉膛、水平烟道、垂直烟道、脱硝、空气预热器、电除尘及增压风机脱硫系统到烟囱的过程，要克服各级各段受热面和系统的流程阻力。
此外，实际运行中负荷、积灰、结焦、燃烧工况变化等都会影响系统阻力变化，造成并列运行投炉膛压力自动调整的引风机工况点频频变动，在低负荷运行时易进入不稳定工况区，从而导致抢风现象的发生[1]。
脱硫设备的长期运行导致残留的浆液在脱硫热交换器GGH上堆积，增大了阻力。
此外，在大负荷运行情况下，增压风机振动增大，出现喘振失速现象，受增压风机及脱硫系统设备自身缺陷不能达到设计出力，影响机组不能达到额定负荷，引风机为了增大运行负荷，出口压力经常会维持200-400Pa运行，增大了引风机运行出口烟道阻力。
此外，空预器材质长周期运行过程中受低温腐蚀和磨损的双重作用，使部分蓄热元件破碎，造成通道堵塞，加之空预器积灰，增大了空预器阻力和引风机运行入口烟道阻力。
在保证锅炉大负荷运行安全的前提下，为了尽量满足调度负荷要求，通常采取小风量运行，提高引风机出口风压的方法满足负荷需求。
但随着引风机出口压力的提高，改变了出口烟道阻力，增大了喘振和失速的风险。
低过量空气系统的长期运行，会增大喷燃器、水冷壁和过热器等受热面结焦及高温腐蚀的几率。
烟道烟气流速降低，会增加烟道积灰，尤其是预热器的积灰。
此外，随着预热器差压的增大，吹灰次数增加，吹灰操作的不规范和暖管疏水的不彻底会进一步增大差压，影响机组负荷和出力。
因此，低负荷运行引风机出口压力正压维持不变，造成风机运行在不稳定工况区几率大增，负荷在330MW以下运行时两台风机并列运行常出现抢风现象。
表1为韩二电公司3号机组负荷300MW时，引风机发生抢风前、后参数变化情况表。
单位抢风前参数（A/B）抢风后参数（A/B）空预器差压KPa引风机入口压力KPa引风机电流 A 118/116 135/110 引风机静叶开度% 39/40 54/39引风机出口压力%增压风机入口压力Pa 108 124可以看出，随着机组负荷降低，烟风流量减小，引风机运行工况不稳定；若系统发生微小扰动，如脱硫增压风机调整不及时、空预器长时间不吹灰等工况，引风机工作点进入∞形区域，则会出现抢风。
此时，一台引风机电流明显下降，另一台则电流升高较多，炉膛压力升高，若此时调整保持两台风机出力平衡，在调整过程中，两台风机出力往复切换，造成炉膛压力大幅波动，给低负荷燃烧造成剧烈扰动。
3. 静叶调节轴流式引风机“抢风”理论分析静叶调节轴流式引风机的性能曲线如图1所示[2]。
图1 静叶调节轴流引风机性能曲线可以看出，单台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，若风机静叶开度小，则风压、流量减小，驼峰向左偏移。
两台风机并联运行时，可以根据并联风机全压相等、流量相加的原则绘制出总性能曲线，而运行工况点则由并联工作的总性能曲线与管网阻力曲线的交点来确定。
两台静叶调节轴流式风机并联运行时，并联特性与管网工况，如图2所示[2-4]。
图2 轴流式风机并联工作抢风现象可以看出，性能曲线Ⅰ和Ⅱ相同的两台风机并联工作时，总性能曲线Ⅲ是一条具有∞形区域的曲线。
若两台风机在管网1中运行，则点1为系统的工作点，两台风机都将在点1′稳定运行，不会出现“抢风”现象。
若由于某种原因导致管网阻力改变，移至管网2时，则风机进入∞形区域内运行。
此时，管网阻力曲线与两并联风机的总性能曲线Ⅲ的∞形区域相交于点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′工作，而另1台风机在小风量的点3″工作，两台风机的工作平衡状态被破坏。
此时，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。
4. 改进方法与结果分析根据理论曲线分析可知，采取降低系统阻力、增大总风量（风机出力），使风机运行工作点移出∞形区域。
因此在保证增压风机运行工况稳定的前提下，在机组减负荷过程中，尤其是机组负荷低于350MW时，调整维持增压风机入口负压运行，以降低引风机出口系统阻力。
此外，应加强空预器管理，严肃执行空预器定期吹灰制度。
吹灰前充分暖管疏水，保证吹灰蒸汽过热度在允许范围内，并保持足够的吹灰压力；同时要根据空预器差压变化情况，合理控制空预器吹灰间隔时间和频次。
利用机组停运机会，对空预器及脱硫预洗塔除雾器进行彻底冲洗，以减小烟道阻力，使风机运行中工况得到彻底改善。
可以通过停机状态下改造预热器受热面，将冷端受热面换防腐防磨的材料；在运行中采用上述规范吹灰行为，严格控制排烟温度高于露点温度的方法的以防止低温腐蚀。
经预热器冲洗降低差压、并采取低负荷维持增压风机入口负压等优化风机烟道阻力方法后，在300MW负荷稳定运行情况下参数(B/A)：增压风机入口风压-168Pa，预热器差压，引风机电流110/109A，引风机入口导叶开度30/29%，引风机出口压力，引风机入口压力。
经过一段时间实验证明，该工况下能够避免了抢风现象的发生。
机组负荷在300-350MW，预热器差压较高，增压风机入口压力变正，风机处于或接近不稳定工况区，增压风机动叶或煤量、风量等稍有扰动就会出现引风机抢风现象。
炉膛压力+200-+300Pa，风机电流差10-20A左右时，实际炉膛压力大于设定值时，两台投自动方式的风机静叶开度均会自动开大。
由于被压风机突然不出力，并一直处于不出力状态，因此电流基本保持不变，出力风机电流持续增大；维持炉膛压力正常后，造成两台风机静叶开度相差不大，但电流最终相差25-30A，此时处于单台风机出力状态。
针对以上问题，可以通过解列引风机自动，手动调整炉膛微正压运行，检查燃烧等工况及相关参数，调整增压风机入口压力至-150Pa，调整被压风机静叶和出力风机静叶至30%左右，使风机脱离不稳定工况。
当被压风机出力后，缓慢并列调整两台风机出力，若炉膛压力波动较大，应及时投油稳燃。
两台风机并列以后，可适当增加风量和机组负荷，使风机工作点远离不稳定的工作区域。
若上述方法造成并列风机出力反复切换，且不能增加机组负荷和风量余地，则在系统总燃料量和风量不改变的情况下，不能通过减少风机出口阻力使风机脱离不稳定工况，应先保证单侧风机出力的情况维持运行，根据实际情况适当增加负荷，使总烟气量增大，再重新并列风机加负荷，待工况稳定后，可加强预热器吹灰，降低差压，改善工况，防止再次抢风或有利于并列风机。
5. 结论：通过以上分析和实验效果，该改进方法能够有效解决轴流风机并列运行出现的抢风现象，显著提高锅炉低负荷运行的安全性能，避免了此类异常事故引起的安全隐患。
采取规范受热面吹灰、定期冲洗等措施，降低了厂用电率和发电煤耗，提高了锅炉效率，降低了发电成本。
参考文献：[1]黄儒斌, 梁耿.600 MW锅炉引风机抢风分析及处理. 广西电力,2012,35(4):54-56[2]孙文华,何森. 静叶调节轴流式引风机抢风问题探讨.热力发电, 2009,38(6):57-59[3]张哲宏,陈永良,任元峰.某600 MW锅炉一次风机抢风的分析.电力学报,2009,24(5):421-422[4]闫顺林,张雪松.火电厂锅炉引风机抢风问题的分析. 应用能源技,2011,(2):46-48。