一起引风机失速异常原因探讨与控制措施

蔡笃强 陈俄云

【摘  要】大功率轴流风机以其效率高、能耗低的特点在大容量火电机组中得到了广泛的应用。引风机大多采用可调静叶轴流风机。轴流风机的失速和喘振是机组运行中常见的故障，严重制约了机组的安全经济运行。在对低温省煤器进行改造、增加低再热面、在脱硝系统中增加一层催化剂后，当增压风机运行旁路时，第三级机组经常发生风浪和失速事件。本文着重分析了产生失速的原因及对策。

【关键词】引风机;失速异常;原因;控制措施

1设备概况介绍

某电厂共有两台4×350MW超临界机组，每台机组配两台引风机，引风机型号HU25246-222G，为成都电力机械厂的动叶可调轴流风机，电机功率3900kW，额定电流447A，风机设计BMCR工况全压11.5kPa。

2引风机失速机理

当风机处于正常工作状态时，迎角很小（气流方向与叶弦的夹角为迎角），通过绕过翼型叶片，气流保持流线状态。当气流与叶片入口的正入射角大于临界值时，叶片背面的流动状况开始恶化，边界层被破坏，叶片后端出现涡流区，即“失速”现象。攻角大于临界值越大，失速现象越严重，流体流动阻力越大，叶片通道阻塞，风机风压也急剧下降。

3失速原因分析

3.1#3机组长周期运行400天，烟道阻力明显增加，通常在290MW时引风机动叶已经全开，从风机性能曲线可以明显看出风机已处于不稳定区域的边缘处，运行工况稍有扰动风机就会进入失速区。

3.2空预器漏风较设计值明显增大，通过电科院技术人员测试A/B空预器漏风率达15%/10%，远远超过设计值。大量空气通过空预器漏入烟气侧，烟气容积流量增大，漏风点后烟道阻力相应增大，引风机的工作点进一步沿阻力特性曲线向右上方移动，靠近理论失速线，风机安全裕量进一步降低。

3.3引增合一后，引风机出口脱硫烟道阻力因煤质硫分增加而增大。据统计，燃煤硫分较去年同期增加约0.5%，同工况下引风机出口压力增加约2kPa;燃煤热值低于同期约120kcal，而入炉煤的热值降低、煤量增加又直接使得锅炉烟气的实际容积流量高于额定工况下的设计值流量，烟气流量的增加必然导致烟气系统阻力增大，引风机的工作点沿阻力特性曲线向右上方移动，风机安全裕量大大降低。

3.4脱硝系统喷氨量存在分布不均、过喷现象，导致空预器冷端换热元件硫酸氢氨板结，空预器差压高负荷时高达3.5kPa，远高于正常运行差压高报警值1.5kPa，导致引风机进出口静压差大大增加，引风机的工作点沿阻力特性曲线向右上方移动，风机发生失速的风险明显增大。

3.5因未按规定冲洗，脱硫吸收塔除雾器差压较设计值明显增大，最高达2000Pa。通过调取以前除雾器正常运行状况时参数得知，原来除尘器差压在高负荷时只有280Pa。除尘器差压较原来增加1700Pa，导致引风机出口阻力大大增加，引风机静压差也随之显著增加，高负荷工况，引风机的静压差会超过风机厂规定的设计值，风机会进入失速区。

3.6操作人员技术水平不足，专业培训不足。对于引风机的正常运行，应监测哪些参数，如何在没有重点培训的情况下判断引风机处于不稳定区域，当引风机处于失速状态时，操作人员不能正确判断并及时采取措施，导致引风机失速。

4处理原则和预防措施

4.1机组在高负荷时，引风机失速特别大，处理不当会导致炉内超压和锅炉灭火。处理原则：一是快速降低机组负荷，手动停两一台磨煤机，减少送风量，控制炉膛负压。其次，及时自动切除失速引风机的动叶，使失速引风机的动叶迅速闭合到60%左右，使失速风机与失速区分离，避免风机长失速、共振和损坏。

4.1入炉煤质量与设计煤质量偏差控制在允许的合理范围内，特别是发热量、硫含量、灰份。每天定期对炉内煤质进行检测，发现偏差及时调整给煤方式。同时，要保证入厂煤的煤质稳定，细化操作人员，保证机组高负荷锅炉系统的正常运行，保证烟气量在设计范围内，避免诱发DR的运行。恶劣条件下的后风扇。

4.3在DCS画面增加风机出入口静压差报警，当风机静压差达到11.5kPa时报警，提示运行人员风机已接近失速区，应停止增加负荷。同时增加两台风机电流偏差大于30A报警，提醒运行人员及时调整偏差，保证两台风机出力平衡。增加风机动叶开度大于90%及风机电流大于340A报警，避免风机过负荷。

4.4定期设置风机失速报警开关，通过检修机会检查风机失速探头的安装位置，确保达到报警值时必须触发报警。风机失速主要是由局部失速引起的，但当局部失速发生时，风机的风量、压力、电流变化不大，难以从参数判断。因此，风扇失速探头的灵敏度是决定能否提前检测到失速的关键因素。发生失速事故时，失速报警未动作，失去提醒操作人员调整的功能。因此，必须不断进行试验，科学调整失速开关的整定值，定期仔细检查失速部件，保证失速装置的准确可靠运行。

4.5加强空气预热器漏风率的控制。在正常运行中，应定期测量空气预热器漏风率，认真分析漏风率高的原因。空气预热器的密封部件应通过停机检修机会进行检查，更换损坏的密封件，调整密封间隙，保证空气预热器漏风率在设计值范围内。

4.6加强对烟气负压系统漏风的控制，发现漏点及时封堵，尽量减少烟气量。

4.7严格控制反硝化系统的进氨量，调整燃烧尽量减少氮氧化物的生成，合理优化进氨方案，保证各喷嘴进氨量均匀分布，加强氨逃逸率監测，发现异常及时调整。

4.8密切监测空气预热器压差变化趋势，及时分析压差升高的原因，采取措施。通过增加吹灰次数、提高空气预热器冷端温度、控制注氨量，可以降低空气预热器的压差。如果采取上述措施后压差没有下降，应果断进行空气预热器在线清洗，可以有效降低空气预热器压差。同时，应利用检修机会彻底清除空气预热器内热元件的积聚。

4.9严格执行吸收塔、除尘器冲洗规程，不仅要保证冲洗频率，还要保证冲洗压力。在DCS画面上增加除尘器压差和吸收塔高I/II压力报警值，方便操作人员及时发现异常。

4.10通过模拟机和事故演练，加强对操作人员的技术水平培训，有效避免了风机失速事故的发生，使操作人员能够冷静地处理失速事故。

5结论

随着负荷的增加，两级可调叶片轴流引风机工作点逐渐接近理论失速线，风机安全裕度逐渐减小。负载越高，风扇失速的可能性就越大。正常运行时，入炉煤发热量与设计煤发热量的偏差应在规定范围内，并不得严重低于设计煤发热量。否则，在高负荷条件下，煤量远远大于设计值，烟气量将大大增加。同时，要加强空气预热器和烟气漏风的控制，避免大量空气漏入烟气，导致烟气量和烟气阻力异常增大，严重威胁风机的安全运行。总之，必须不断实施设备管理和优化调整，确保风机在稳定区域工作，避免风机失速。大功率轴流风机以其效率高、能耗低等特点被越来越多的大容量火电机组所广泛应用。引风机大多采用可调静叶轴流风机。轴流风机的失速和喘振是机组运行中常见的故障，严重制约了机组的安全经济运行。在对低温省煤器进行改造、增加低再受热面、在脱硝系统中增加一层催化剂后，当增压风机运行旁路时，第三级机组经常发生风浪和失速事件。本文主要探讨了失速的原因及对策。

参考文献：

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[3]刘东芳.330MWCFB锅炉引风机失速原因分析及处理[J].科技资讯，2017，15（21）：22-24+26.

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（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）