一次風(fēng)機(jī)的失速,首先影響機(jī)組負(fù)荷,一旦發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速,就要減少運(yùn)行磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)和減煤處理,防止因一次風(fēng)量不夠而堵磨,機(jī)組負(fù)荷一般要降到170—180 MW;其次增加運(yùn)行異常處理難度,一般從發(fā)生失速到完全恢復(fù)要30 min以上,甚至還有鍋爐跳閘風(fēng)險(xiǎn);另外增加能源消耗,失速處理有時(shí)要投油助燃。
1、失速原理
當(dāng)具有“駝峰”形Q-H性能曲線(見(jiàn)圖1)的風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)(曲線上K點(diǎn)的左邊)工作時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)失速現(xiàn)象,即風(fēng)機(jī)的流量和壓頭在瞬間內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定的周期性反復(fù)變化的現(xiàn)象。失速時(shí),由于流量和壓力波動(dòng)很大,使運(yùn)行極不穩(wěn)定,甚至引發(fā)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致裝置破壞。
當(dāng)風(fēng)機(jī)在大容量的管路中工作,如果外界需要的流量為QA時(shí),此時(shí)管路特性曲線和風(fēng)機(jī)的性能曲線相交于A點(diǎn)。該點(diǎn)管路消耗的能量與風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量達(dá)到平衡,工作也是穩(wěn)定的。當(dāng)外界需要的流量減少為QE時(shí),工作點(diǎn)向左方移動(dòng)到E點(diǎn),工作是穩(wěn)定的。當(dāng)外界需要的流量繼續(xù)減少為小于QK時(shí),工作點(diǎn)將落在DK線上,例如F點(diǎn),這時(shí)風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓力大于管中的阻力;但因管路容量大,在風(fēng)機(jī)壓力低于K點(diǎn)的瞬間,管中壓力仍保持為P。氣體將從管路向風(fēng)機(jī)倒流,使工作點(diǎn)由K點(diǎn)移到C點(diǎn)。由于倒流使管路中的壓力快速下降,工作點(diǎn)又由C點(diǎn)跳回D點(diǎn),此時(shí)風(fēng)機(jī)的流量為零。由于風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行,所以當(dāng)管路中的壓力降低到相應(yīng)于D點(diǎn)壓力時(shí),風(fēng)機(jī)又重新輸出流量。由“駝峰”形性能曲線可知,為了和管路中的阻力相平衡,相應(yīng)的工況點(diǎn)D又跳回E點(diǎn)。只要外界需要的流量保持小于QK,上述過(guò)程又重復(fù)出現(xiàn),即發(fā)生失速。
圖2是媽灣發(fā)電總廠5B -次風(fēng)機(jī)失速后的典型曲線圖。從圖中可看到風(fēng)機(jī)失速后風(fēng)量波動(dòng)很大,并且由于動(dòng)葉控制在自動(dòng)位,2臺(tái)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉不斷開(kāi)大,但出口風(fēng)壓還是下降很快。
2、失速工況分析
一次風(fēng)機(jī)失速主要有以下幾種工況:
(1)隨著負(fù)荷的增加,每臺(tái)磨煤機(jī)當(dāng)帶到一定煤量后,冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板全關(guān),熱風(fēng)調(diào)節(jié)檔板全開(kāi)。但隨負(fù)荷指令要求繼續(xù)加煤時(shí),實(shí)際上此時(shí)每臺(tái)磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量不升反降,導(dǎo)致總一次風(fēng)量不增,反而減少;而一次風(fēng)機(jī)風(fēng)壓控制隨著每臺(tái)磨煤量增加,壓力設(shè)定值不斷增加(一次風(fēng)壓設(shè)定值與最高負(fù)荷磨煤機(jī)的煤量成正比),動(dòng)葉開(kāi)度不斷加大,而一次風(fēng)量增加滯后,風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū),容易引發(fā)一次風(fēng)機(jī)失速。
(2)正常運(yùn)行中,在加負(fù)荷后操作員沒(méi)有及時(shí)多啟動(dòng)1臺(tái)磨煤機(jī),而仍是保持4臺(tái)或3臺(tái)運(yùn)行。這時(shí)各臺(tái)磨煤機(jī)的煤量偏高,磨煤機(jī)的一次熱風(fēng)量不夠;又由于有的磨煤機(jī)出口風(fēng)溫度偏低,引發(fā)堵磨,使一次風(fēng)量驟減,造成一次風(fēng)機(jī)失速。
(3)正常運(yùn)行中由于操作員過(guò)分地追求降低一次冷風(fēng)量,有時(shí)會(huì)關(guān)閉磨煤機(jī)入口冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板和截止擋板;或由于磨煤機(jī)入口風(fēng)量測(cè)量故障引發(fā)磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)不正常,有意或無(wú)意識(shí)地造成磨煤機(jī)運(yùn)行一次風(fēng)量偏小,一次風(fēng)機(jī)很容易進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)。一旦有什么擾動(dòng)(如加煤操作導(dǎo)致一次風(fēng)量減少)就會(huì)發(fā)生一次風(fēng)機(jī)失速。
(4)運(yùn)行中有磨煤機(jī)跳閘,本磨煤機(jī)熱風(fēng)全關(guān),一次風(fēng)量突然減少,也容易引發(fā)一次風(fēng)機(jī)失速。
幾年來(lái),在5B -次風(fēng)機(jī)發(fā)生失速時(shí),2臺(tái)風(fēng)機(jī)電流和風(fēng)量都相當(dāng),而5B -次風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開(kāi)度都比5A大。
3、失速對(duì)策
3.1風(fēng)機(jī)控制方面
(1)增加一次風(fēng)機(jī)失速預(yù)警及閉鎖“風(fēng)機(jī)增”功能。根據(jù)5B -次風(fēng)機(jī)失速歷史數(shù)據(jù),推算5B -次風(fēng)機(jī)失速曲線F(x)(見(jiàn)圖3)。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)在一定風(fēng)量下算出對(duì)應(yīng)的動(dòng)葉開(kāi)度,并考慮加上3%的安全裕度得出一個(gè)理論開(kāi)度;然后與風(fēng)機(jī)動(dòng)葉的實(shí)際開(kāi)度相比較,如果動(dòng)葉的實(shí)際開(kāi)度大于算出來(lái)的理論開(kāi)度,那么就認(rèn)為風(fēng)機(jī)已在不穩(wěn)定區(qū)工作,DCS將自動(dòng)發(fā)出失速預(yù)警信號(hào)。一方面發(fā)出聲光報(bào)警,提醒操作員及時(shí)做出調(diào)整(如開(kāi)大磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)檔板、關(guān)小一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度,增開(kāi)1臺(tái)磨煤機(jī)等措施);另一方面如果一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)處于“自動(dòng)”,將閉鎖“一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度增加”。控制邏輯圖見(jiàn)圖4。
(2)增加一次風(fēng)機(jī)失速報(bào)警。通過(guò)一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化及一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓變化來(lái)判斷一次風(fēng)機(jī)是否失速。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)入口風(fēng)量大幅減少(減少50 000m3/h),同時(shí)一次風(fēng)機(jī)出口處壓力大幅降低(減少400 Pa),就觸發(fā)一次風(fēng)機(jī)失速報(bào)警。控制邏輯圖見(jiàn)圖5。
(3)當(dāng)5B -次風(fēng)機(jī)失速報(bào)警后,一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)切到“手動(dòng)”;同時(shí)按每秒1%地關(guān)小本一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉20%。一般在動(dòng)葉關(guān)小20%以后,一次風(fēng)機(jī)就會(huì)恢復(fù)出力,確保一次風(fēng)壓不會(huì)降得過(guò)低。
3.2磨煤機(jī)控制方面
(1)當(dāng)一次風(fēng)機(jī)失速報(bào)警后,在非MFT工況下,如果該磨煤機(jī)已停lmin以上,對(duì)已停運(yùn)的磨煤機(jī)發(fā)“聯(lián)關(guān)冷風(fēng)截止門(mén)”指令;并向該磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥發(fā)出強(qiáng)制關(guān)信號(hào)。該磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥指令強(qiáng)制至Oqo,對(duì)維持一次風(fēng)壓很有作用。
(2)對(duì)磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板在自動(dòng)控制時(shí)設(shè)最小開(kāi)度限制,最小開(kāi)度根據(jù)磨煤量定。提高一次風(fēng)量,在一定程度上可防止一次風(fēng)機(jī)失速。
3.3運(yùn)行操作方面
(1)機(jī)組運(yùn)行中,要求所有的磨煤機(jī)冷風(fēng)截止門(mén)都保持開(kāi)著,對(duì)于底層磨煤機(jī)即使沒(méi)有運(yùn)行也可適當(dāng)開(kāi)大冷風(fēng)調(diào)節(jié)檔板。
(2)機(jī)組運(yùn)行中嚴(yán)禁磨煤機(jī)出口風(fēng)粉溫度長(zhǎng)時(shí)間低于70℃(隨煤種不同稍有差別),否則應(yīng)及時(shí)增開(kāi)磨煤機(jī),以解決在高負(fù)荷下熱風(fēng)不夠的問(wèn)題。
4、改進(jìn)效果
一次風(fēng)機(jī)失速預(yù)警的設(shè)置有效地減輕了一次風(fēng)機(jī)失速后的影響程度,失速預(yù)警相關(guān)參數(shù)完全正確。