浙江电力 ３８ ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ２０１３年第ｌＯ期 １ ０００ ＭＷ机组风烟系统故障分析及优化 钱义生 （浙江国华浙能发电有限公司，浙江宁波３１５６１２） 摘要：分析了宁海发电厂１ ０００ ＭＷ机组自投产以来风烟系统存在的问题，给出了问题的解决方法． 提高了机组运行的稳定性和经济性。 关键词：１ ０００ ＭＷ；风烟系统；失速；喘振；性能曲线；抢风 中图分类号：ＴＫ２２７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—１８８１（２０１３）１０—００３８—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆａｕｌｔ ｏｆ １ ０００ ＭＷ Ｕｌｉｔｆｓ ＱＩＡＮ Ｙｉ ｓｈｅｎｇ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｇｕｏｈｕａ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１５６１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ １ ０００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ ｏｆ Ｎｉｎｇｈａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｔ ｇｉｖｅｓ ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｕｎｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：１ ０００ ＭＷ；ｆｌｕｅ ｇａｓ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｔａｌｌ；ｓｕｒｇｅ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｕｒｖｅ；ａｉｒ ｇｒａｂｂｉｎｇ 国华宁海发电厂２ｘ１ ０００ ＭＷ超超临界机组 采用变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、单炉 膛单切圆燃烧方式、平衡通风、全悬吊结构塔式 锅炉。锅炉风烟系统配备了静叶可调轴流式引风 机、动叶可调轴流式送风机、动叶可调轴流式一 次风机（设计参数如表１）和三分仓回转式空气预 热器各２台。机组自投产以来，针对风烟系统存 在的问题，采取了一系列措施，提高了系统运行 的可靠性。本文就处理过程中的共性问题进行分 析，对优化的基本方法进行探讨和归纳。 表１ 三大风机的型号及最大出力工况下的设计参数 （１）低负荷下引风机出现抢风现象。机组负荷 ５０８ ＭＷ，炉膛负压出现一３５９～１３２ Ｐａ的大幅波 动，５Ａ引风机和５Ｂ引风机电流交替波动，波动 幅值达３Ｏ Ａ，依次解除５Ｂ和５Ａ引风机静叶自 动后，炉膛负压稳定，如图１所示。 图ｌ引风机抢风曲线 （２）５号机组在低负荷（５ｏｏ ＭＷ）区间运行 时，多次出现本体振动剧烈，炉膛负压、风机电 流大幅波动．同时伴有明显的噪音。如表２所示， 当风机静叶进入３５％的开度区间，炉膛压力开始 １ 引风机故障情况分析及优化 １．１引风机故障现象 发散性波动．解除风机静叶自动，静叶分别保持 ３５．２％和３５．６％的开度，５Ａ引风机电流一直稳定， ５Ｂ引风机电流出现异常波动（３１０￣３５１ Ａ之间）， ２０１３年第ｌ０期 浙江电力 ３９ ５Ｂ引风机本体振动和炉膛压力出现跳变，风机 伴有高分贝噪音，手动将５Ｂ引风机静叶开度调 至３７．２％之后．炉膛负压和５Ｂ引风机振动及电流 均恢复正常。 表２引风机喘振工况数据 １．２引风机故障原因分析【 （１）２台轴流风机并列运行，在小流量工况下 会出现“抢风”现象。如图２所示，曲线Ｉ和Ⅱ为 ２台性能相同的轴流风机性能曲线，曲线Ⅲ为轴 ７ 流风机并联运行时的性能曲线．根据并联工况的 ㈣ 特点．轴流风机Ｓ型区段变为曲线Ⅲ的∞型区 域。在∞型区域运行时，会出现一台轴流风机流 量很大、另一台轴流风机流量很小的情况，反映 在电流值上是２台风机相差很大。若对挡板进行 调节，２台风机的工作点将相互交换，电流值交 替变化 ０ 图２轴流风机并列运行性能曲线 风机在小流量工况下工作，管路性能曲线为 Ｖ，此时风机管路系统并联的工作点为Ｂ和Ｃ。 并联轴流风机在Ｂ点工作时，２台风机均在Ｂ 点 工作，运行能够稳定。在Ｃ点工作时，２台风机分 别在Ｃ。点和Ｃ：点工作，Ｃ 工作点处于大流量工 作状态，运行稳定，Ｃ 工作点落在不稳定工作区 域。这种流量的分配方式很容易遭到破坏．２台 并联的轴流风机工作点一直处于相互调换的状 态，风机就会出现“抢风”现象。 （２）图３为引风机的吼＿ｐ性能曲线，用节流 调节方法减少风机流量，风机工作点经过Ａ点到 达Ｄ点运行过程中．风机工作点刚到Ｄ点时，风 机出口管道中的压力还来不及降低至Ｄ点的压 力，而高于Ｄ点，约为Ａ点压力，在此瞬间，风 机出口管道中的气体向风机倒流，风机工作受到 抑制，工作点自然移到Ｂ点，风机供给的流量接 近于零。由于风机出口管道中的气体在向风机倒 流的同时还向外供气，所以管道中的压力很快下 降，直到低于Ｂ的压力，风机恢复供气，工作点 前移到Ｃ点。系统要求风机工作在Ｄ点，该种状 态周而复始进行。当这种循环频率与风机通风系 统的震荡频率吻合时，风机发生“喘振”。 — 一，ｄ ５ ４ ３ ２ ｌ 咖 咖 咖０ １００ ２００ ３ｏｏ ４ｏｏ ５００ ６００ ７ｏｏ ８０ｏ ９００ １ ０００ ｌｌ０ｏ 速率／（ｍ ・ｓ ） 图３静叶可调轴流引风机性能曲线 静叶可调风机的高效率区域比动叶可调风机 的区域小，静叶可调风机在低负荷工况运行时， 系统的阻力曲线离喘振曲线较近，易引起喘振。 轴流风机的另外一种状态叫“失速”，也被称 为旋转脱流，是轴流风机的基本属性，是叶片结 构特性造成的一种空气动力工况，不受系统容积 的影响。喘振是风机与系统耦合后的震荡特性的 表现形式，受振幅、频率和风道容积的。喘 振只发生在Ａ点左侧 ／ｄｑ ，＞０的区域，而失速 发生在Ａ点左侧整个区域 １．３引风机故障的优化 （１）为了消除“抢风”现象，在点火或者低负 荷工况时可以采用单台引风机运行，单台不能满 足负荷需求时，可以２台轴流风机并联运行，适 当开启人孑Ｌ门或放风门，通过增加风机流量，消 除“抢风”现象 （２）人为干预，加大静叶开度的调节幅度．立 即关小静叶角度，减小静叶开度，风机尽量远离 不稳定区域 （３）统一引风机静叶执行器与实际位置的标 ６ 钱义生：ｌ ０００ ＭＷ机组风烟系统故障分析及优化 ２０１３年第ｌ０期 准，确保风机叶片角度与执行器开关位置一致 （４）引风机静叶调节的电流平衡回路系数由 １改为０．７，弱化电流平衡回路的作用。 （５）修改Ａ，Ｂ引风控制调节器入口偏差的 放大倍数，放大倍数ｋ为引风机静叶ＰＩＤ输出的 函数． ｆ１．０ Ｙ＞４０％ ｋ＝｛０．９ ４０％＞Ｙ＞３ｌ％（Ｙ控制器输出） ｌ０．７ Ｙ＜３１％ ． 增加引风机静叶变增益调节，低负荷时减小 作用力。 （６）保证风道挡板内部实际的开关位置与执 行机构所对应的位置相一致，避免风门实际位置 未开到位而引起风道阻力增大。 ２送风机配风问题分析及优化 ２．１送风机配风出现问题的现象 在负荷的５００ ＭＷ情况下炉膛负压经常发生 波动，波动范围在一５００ Ｐａ～１５ Ｐａ．负压设定值为 １５０ Ｐａ，如图４所示。ＡＧＣ指令加负荷时。负荷 指令变化不大，仅约１％，但因负荷前馈量的作 用却使锅炉ＢＩＤ指令变化明显，ＢＩＤ指令最大增 加了５％。由于风量设定是ＢＩＤ的Ｆ（ｘ），所以风 量设定根据锅炉主控ＢＩＤ的变化相应增大约２００ ｔ／ｈ，从而使送风机动叶调节开大，引风机静叶也 随之开大，造成炉膛负压波动。 图４炉膛负压波动曲线 ２．２送风机配风出现问题的原因 对多次炉膛负压波动情况进行分析，总结造 成炉膛负压波动的原因如下： （１）ＢＩＤ对应的风量设定Ｆ（ｘ）在低负荷时偏 大．ＢＩＤ为５０％时对应的风量设定为１ ９７０ ｔ／ｈ， ＢＩＤ为６０％时对应的风量设定为２ ３６０ ｔ／ｈ，过程 中有近４００ ｔ／ｈ变化量，即ＢＩＤ指令每变化ｌ％． 风量设定将变化４０ ｔ／ｈ，使得低负荷时负荷指令 对风量扰动较大。 （２）为了解决６号炉压力波动大问题，变负 荷初期要求快速加煤，因此加强了负荷前馈的作 用；当负荷小幅度变化时，负荷前馈瞬间变化很 大，一般最大达到５％，如负荷在５００ ＭＷ时加 负荷，风量设定值变化将达１００～２００ ｔ／ｈ。 （３）在５００ ＭＷ负荷段加负荷时。风量设定 值变化达１００～２００ ｔ／ｈ，相当于对送、引风机自动 调节做定值扰动，要求在该负荷段送风机动叶和 引风机静叶都要有较高的调节品质，此时，送风 较快，送风对负压的影响较大。 ２．３送风机配风问题的优化 （１）修改锅炉指令ＢＩＤ对应的风量设定值，减 小锅炉指令对风量的影响，如表３所示。 表３风量与负荷曲线 注：ＢＩＤ为锅炉指令；Ｆ（ｘ ）为原风量曲线；Ｆ（ ２）为现在风量曲线。 （２）为了解决变负荷时前馈量对风量设定的 影响，在加负荷过程时风量设定Ｆ（ｘ）出口加３ Ｓ 一阶惯性．弱化负荷前馈对风量的扰动。 （３）每月定期对左右侧二次风测量系统进行 吹扫。 ３一次风机振动问题分析 ３．１现象及处理 机组负荷从９００ ＭＷ降至５７０ ＭＷ的过程 中，在５８０ ＭＷ时一次风机振动出现波动，轴承 箱的Ｘ和Ｙ向振动分别出现多次跳变，其中ｘ 向最高５．８ ｍｍ／ｓ，Ｙ向最高ｌ０．３ ｍｍ／ｓ，一次风机 轴承箱与风机一级叶轮处有类似撞击的声音。 （下转第６９页）
