沈阳电吹风价格联盟

【故障案例】引风机失速引起机组跳闸事件分析

只看楼主 收藏 回复
  • - -
楼主
点击CAA发电自动化关注、免费订阅


1
事件经过


1)事件前运行方式

2016年某月04日08:05,某机组负荷550MW,总煤量270t/h,主汽压力16MPa,A、C给水泵运行,A、 B、C、D、E磨运行、F磨备用,总风量、氧量、一次风自动投入,锅炉吹灰中,甲、乙引风机运行,甲引风机动叶开度73%,电流344A,乙引风机动叶开度69.5%(自动设有负4%偏置),电流348A。

2)事件经过

08:11 AGC升负荷,升负荷至572MW,总煤量升至310t/h,主汽压力降至15.5MPa,且各磨出口温度下降,于08:13启动F磨,炉膛负压稳定,主汽压力升至16.0MPa,08:15机组升负荷至582MW,甲引风机动叶开度85%、电流401A,乙引风机动叶开度81%、电流426A。

08:15机组继续升负荷,氧量设定值2.07%,实际值1.805%,总风量设定值1778t/h,而实际总风量1679t/h,送风量上涨,08:16:18运行人员发现两侧引风机电流偏差,甲侧引风机动叶开度89.8%(动叶开度热控设置限制≦90%)、电流411A,乙侧引风机动叶开度85.9%、电流454A,运行手动将氧量偏置由0.12降为0,此时总风量设定值1839t/h,而实际总风量1757t/h,送风量继续上涨,于08:16:40机组负荷593MW,甲侧引风机动叶开度89.8%、电流下降至404A,乙侧引风机动叶开大至89.7%、电流上升至470A,于08:16:45甲侧引风机电流降至370A,乙侧引风机电流升至509A,甲侧引风机失速,08:16:50炉膛压力高2046Pa(保护动作值2000Pa),锅炉MFT,首出为炉膛压力高三值,六台磨煤机跳闸,一次风机跳闸。

08:29锅炉吹扫完毕点火,于08:48机组转速581rpm,挂闸冲车,09:19定速至3000rpm,09:30发电机并网带负荷。



2
原因分析


机组烟气系统管网阻力总体偏高,根据近期烟气系统压力现场校验后的数据分析,同为600MW负荷,相对2013年9月东南大学热能动力实验室测试评估机组烟气系统及引风机状况时,满负荷烟气阻力偏高约为1300~1500Pa,其中引风机进口前的阻力增幅约为300~400Pa,主要发生在空预器;引风机出口后的阻力增幅约为1000~1200Pa,主要发生在脱硫系统。

因此目前机组满负荷时的引风机的工作点偏高,初步计算见图1。

图1   风机性能曲线

由该风机性能曲线可见,一方面,在满负荷高工作点工况,动叶角度一定时,其全压性能曲线相对平坦,即少许提高系统阻力就会导致工作点向失速区移动,如上述失速过程所述,在机组接近满负荷动态工况中,08:16:18时甲侧引风机动叶开度89.8%达到限值,之后只开大乙侧动叶角度逐步到90%左右,使得系统阻力上升,风机出力不匹配,甲侧引风机工作点向失速区移动发生失速;另一方面,目前烟气系统的阻力系数偏高,在引风机增开同样幅度的动叶开度时,相比中、低负荷,在高负荷段所增加的烟气量有限,即在得到接带满负荷指令后、在升负荷的后段,风机动叶开度的增幅比较迅速,见图2。

图2   风机开度趋势曲线

再者,机组两侧引风机的性能与制造厂性能曲线存在较大差异,在乙侧引风机动叶开度保持约4%的负偏差下,方使两侧引风机的电流较为接近,说明甲侧引风机支路阻力偏大,如采用同样动叶开度,甲侧引风机风量将偏小5%~10%,结合上述全压性能曲线的特点,这也是甲侧引风机发生失速的重要原因。初步认为甲侧引风机支路阻力偏大的原因在于其出口烟道不畅,见图3、图4。

图3   支路阻力图1

图4   支路阻力图2

引起失速的另一重要原因是在机组升负荷阶段,燃料量超调明显,见图5(在达到600MW负荷的时刻,机组总燃料量比负荷稳定在600MW时的高出30t/h左右),尤其是升负荷初期,由于氧量存在滞后,如果不及时解除氧量自动,为此炉膛压力,将在升负荷的中后期会急速开大引风机动叶(本次失速过程中已采取了手动设置低氧量的措施)。

图5   燃料量趋势曲线

其他失速原因排查

1)失速发生前,锅炉正进行长吹吹灰,当时已完成短吹A层及长吹2的吹扫(在这之前的06:10已开始进行空预器吹灰)。调取当时的运行曲线,运行数据反映:风机失速前,炉膛压力平稳;空预器烟气侧压差整体平稳,差压在允许范围波动;甲、乙侧脱硝差压分别为802/650Pa(与小修后相近);电袋除尘差压变化较小。综合上述情况,说明本次引风机失速不是由于锅炉吹灰、大量积灰引起堵塞而引起。

2)失速发生后,调取机组引风机检修记录,情况如下:

2016年炉引风机只进行过一次检修,时间为2016年3月16日至4月15日。本次检修的主要内容有:轴承箱及液压缸油管路检查,引风机转子总成推杆、滑块检查,联轴器检查,对轮找正,液压缸找中心,叶片宏观检查,叶顶间隙测量等。

本次检修发现解决的问题有:轴承箱及液压缸油管路回装后重新紧固,消除渗漏点;甲乙侧引风机转子总成吊出,拆除液压缸后抽出推杆做超声检查,未见异常;甲乙侧引风机轮毂内滑块磨损较为严重,全部更换滑块共计80块,乙侧铜套磨损严重,更换新铜套;对叶顶间隙全部进行测量记录,间隙均在正常范围内(5.4~7.2mm叶片在最小安装角位置);扣盖前动叶角度根据风机制造出厂时轮毂给定的开关标记位置进行定位,并与热控配合调整确定行程,就地开关传动无误后与运行人员进行远方传动。

综合本次检修情况以及失速前、后引风机的运行状况,基本排除由于引风机的结构因素引起失速。



3
暴露的问题


1)运行人员对轴流风机运行特性、失速特性未能足够重视,对各运行工况点风险辨识不足,在发现引风机出力偏差变大的情况下,虽然进行了干预调整,但调整幅度不够,未能有效控制事态发展。

2)正常情况下,运行将乙侧引风机动叶设置负偏置,但自动控制下动叶限制开度为实际开度≤90%,并非指令限制,致使后期动叶负偏置失去作用,未能有效控制甲、乙侧风机出力不平衡的问题。

3)引风机改造为轴流风机后,未设置风机失速报警功能。

4)发电部虽然下发了防止引风机失速、锅炉灭火事故处理、各种工况下汽包水位调整等措施,并进行了经常性培训,但运行人员学习深度不够,未能深刻领悟,执行措施不到位。



4
防范措施


1)运行人员在高负荷下加强引风机出力监视,防止引风机动叶开至最大开度现象发生,及时有效调整引风机偏置,保证两台引风机出力平衡。同时对引风机运行特性曲线图进行学习研究,掌握风机特性,保证风机压头与烟气流量匹配运行,并保证留有一定余量。

2)运行人员经常性对SCR反应器、空预器、电袋除尘、脱硫系统等风烟系统运行参数监视与分析,加强现场巡查,及时采取有效措施,防止系统阻力变大,降低引风机失速的风险。

3)运行中引风机静压升应控制在10kPa以内,在560MW负荷以上密切关注两侧引风机电流,两侧电流偏差应控制在25A以内。

4)开展自动控制逻辑优化,550MW~600MW减小风量、煤量增减幅度,减小超调量。

5)根据两台引风机日常运行特性,C修时有针对性地对动叶行程进行调整,对动叶顶隙、动叶角度以及磨损情况进行细致检查等。

6)开展烟气系统主要测点(压力、氧量、温度)的标定与完善,掌握烟气系统阻力分布,进行两侧引风机、四列除尘器烟气流量测试与引风机运行优化调整,必要时对部分有改造潜力的烟道进行流场分布测试与数值模拟,为后续烟道、设备降阻均流做好技术准备,为后期脱硝升级改造(增投备用层催化剂)论证分析目前引风机全压裕量、引风机改造方案等提供前期准备。


识别二维码关注公众号




举报 | 1楼 回复

友情链接