增压风机失速分析.doc

某发电分公司燃化除灰部  脱硫运行     2007-11-6
【摘要】：某发电分公司#5、6脱硫系统自2006年9月投产以来，增压风机经常性的失速，造成#5、6脱硫系统不能正常运行，针对增压风机失速进行分析、整理，保证脱硫系统的正常运行，提高运行工人分析事故和处理事故的能力，对发现的问题吸取精华，剔除糟泊。
【关键词】：  增压风机  失速分析   漳电脱硫
【引言】：近年来，由于我国国民经济的迅速发展，对电力的需求增长更快，作为主要电源供应的燃煤发电机组也逐年增加，燃煤火力发电装置排放物对人类生存直接构成危害，我国火力发电用煤主要是高灰分、高硫分煤的比例比较大，而且几乎不经过任何洗选等预处理过程，同时，火力发电硫氧化物排放的总量最大而且集中，因此，火力发电需要对尾气硫化物进行脱除，目前在发电厂应用最多的脱硫技术是比较成熟的石灰石-湿法，石灰石-湿法技术关键是脱硫系统中增压风机的正常运行，只有保证增压风机正常运行，才能保证脱硫系统正常运行，乃至整个机组的正常运行
增压风机是大容量轴风机，是直接影响主机安全运行的重要因素，同时也是环保评价我厂脱硫投入率的前提，轴硫分风机失速信号测点就是风机叶片前后的烟气流量的差压前后的反应，运行对DCS增压风机筒振重点监测是十分必要的，正常情况下烟气流入静叶挡板门通过动叶旋转至增压风机出口，烟气流与动叶形成很小的夹角当经过叶片后形成平行的流线状态为最好。当烟气与某一叶片形成有扰动角度时，这时绕过叶片的烟气流在叶片背面形成涡流，叶片之间的气道受阻，轻则筒振增大，失速报警信号发出。重则，扰动气流破坏相邻的边界层，使之多个动叶间烟气流通道被气流团阻塞（包括级间叶片气流团剧烈扰动导致末级叶片背压升高）不采取措施风机喘震增大引起共振，导致叶片折断轴变形断裂等严重后果。
#6脱硫系统运行,增压风机静叶挡板开度60%,增压风机出口温度异常升高、电流下降、筒振升高、失速报警信号发、出口压力下降，增压风机内声音异常，静叶挡板门各静叶轴承座振动增大，造成#6增压风机失速有以下原因：
1、   脱硫系统中出入口烟气挡板门内置扇形板任意一扇脱落或销子断使扇门
不能开启，都会导致增压风机入口流量不足或出口阻力增大。  
1）、烟气系统入口挡板门没有完全开启或挡板门的一扇脱落，造成入口风量不足，增压风机不能正常工作，发生喘振，造成失速，经检查入口挡板门在全开位置，没有发现任意一扇脱落开不起来，也没有发现销子断裂，挡板门的主轴转动自如；
2）   、烟气系统出口挡板门没有完全开启，或挡板门的一扇脱落，造成入口风量不足，增压风机不 能正常工作，发生喘振，造成失速，经检查入口挡板门在全开位置，没有发现任意一扇脱落开不起来，也没有发现销子断裂，挡板门的主轴转动自如；
3）、烟气系统烟道中的支撑多,支撑不合格,支撑上积灰,造成系统阻力大,经专家测试系统支撑不是造成增压风机失速的原因;
2、GGH积灰造成烟气阻力大，GGH打开人孔检查后，发现换热元件上积灰严重，增压风机入口烟尘含量高，造成系统积灰，造成GGH积灰严重的原因有：
1）、烟气中灰尘含量高，携带的烟尘黏结在换热器元件上，造成换热元件堵塞而使增压风机阻力增大；
2）、GGH蒸汽吹扫的蒸汽品质差，没有过热度，蒸汽吹扫要求蒸汽压力在0.9Mpa左右，饱和蒸汽的温度在175℃，而我们的蒸汽压力也就170多度，只属于饱和蒸汽，而没有过热度，饱和蒸汽吹至GGH就会瞬间变为湿蒸汽，吹至GGH和GGH上的灰尘黏结，吹扫的次数越多沉积死灰的机率越大，长时间运行使GGH上沉积灰垢而导致GGH前后压差增大，而导致增压风机出口阻力大，我们的低压水冲洗压力只有0.04Mpa的压力，而吹灰器要求压力在0.3-0.5Mpa，远远不能达到吹灰器的要求，因此在脱硫系统停运后低压水冲洗的效果也不是很好；
3）、GGH设计可能有问题，上一次国家环保来检查，一位专家问GGH换热元件的高度有多少，他说GGH换热元件的高度超过40cm应该用两套吹灰器，低于40cm用一套吹灰器，我们厂#5、6脱硫系统吹灰器换热正好40cm，而我们的GGH只有一套吹灰器，再加上烟气中含尘量比较大，一套向下吹扫的吹灰器远远不能满足吹扫，如果GGH上、下各有一套吹灰器，可能对GGH换热元件的吹扫会效果更好一点。
4）、我们#5、6脱硫系统经常在小烟气量的运行方式下运行，如果在这种运行方式下三台循环泵运行，会导致石膏浆液在吸收塔烟气入口干湿交汇处结垢形成一个平台，使许多石膏浆液反流至GGH换热元件上，由于烟气温度高，石膏浆液不能得到及时冲洗结垢，蒸汽吹扫不起作用，使换热元件堵塞，因此，在脱硫系统停运期间应该停运循环泵，在小烟气量运行的情况下，应该停运一台循环泵，在脱硫系统停运或检修时，应对GGH进行低压水冲洗，并用干燥风进行干燥。
5）、当除雾器冲洗不能正常冲洗时，烟气中携带的一些细小的石膏颗粒经过除雾器进入GGH，黏结在GGH上，在#6脱硫系统C级检修时，在吸收塔至GGH烟道平台上就沉积着许多的灰垢和石膏垢，在GGH净烟气侧沉积上石膏以后旋转到原烟气侧，如果GGH得不到及时的吹扫，原烟气温度高，会在GGH上形成死垢，而不容易冲洗，在吹灰器吹扫时，吹扫走的只是软垢，长时间运行容易造成换热元件堵塞而造成增压风机出口阻力大。
6）、要经常校对GGH前后压差，发现压差增大增加蒸汽吹扫次数，如果压差超过规定，应进行高压水冲洗，保证GGH换热元件在洁净的环境下运行，并且利用脱硫系统停运期间对GGH换热元件进行检查，保证GGH下次启动的可利用率。
6）、在脱硫系统正常运行时，可通过蒸汽吹扫正常吹灰，也可在线高压水冲洗，如果在线冲洗不起作用，可以在脱硫系统停运以后离线高压水冲洗，然后低压水冲洗，采取措施无效后联系消防车对GGH进行冲洗，冲洗后启动脱硫系统。
7）、运行人员必须根据规定对GGH进行吹扫，保证GGH的正常运行。
3、吸收塔除雾器堵塞，#6脱硫系统C级检修时，打开人孔检查发现#6吸
收塔一级除雾器70%-80%堵塞，8个单元不同程度损坏，一级除雾器冲洗水向上喷嘴50%堵塞，向下70%堵塞，一级除雾器向上冲洗水管齐根断开；二级除雾器30%堵塞，冲洗水喷嘴向上30%堵塞，向下70%堵塞。造成除雾器堵塞的原因有：
1）、喷嘴堵塞造成冲洗水量不足，不能够对黏结在除雾器上的细小石膏和灰尘及时清理，3小时后石膏形成板结而不容易冲洗而结垢。
2）、部分喷嘴损坏，冲洗角度不够90度，造成冲洗面积不够，使冲洗有盲区，除雾器冲洗应覆盖整
个表面，相邻喷嘴喷射出的圆锥形必须适当搭接、部分重叠，以确保冲洗水对整个除雾器表面有一定的覆盖程度，冲洗覆盖率应为100%-300%，而我们的除雾器覆盖面积还达不到100%，一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1-4m3/（m2.h）。
    3）、工艺水水质差，除雾器冲洗水管道管壁脱落，造成喷嘴堵塞，尤其向下冲洗的喷嘴堵塞比较严重， 除雾器冲洗水冲洗的要求压力适中，冲洗压力低时，冲洗效果大，冲洗压力过高时则易造成烟气带水，除雾器正面的水压应控制在0.25Mpa以内，背面的冲洗水应大于0.1Mpa，一级除雾器的冲洗水应高于二级除雾器。
    4）、在C级检修以前运行中发现#6吸收塔除雾器冲洗水部分冲洗水流量变小，在运行中应该坚持冲洗， 保证冲洗周期，不管水的流量有多大，都应该依次对每个冲洗水门开启，保证畅通的喷嘴所对应的除雾器 得到冲洗。
    5）、经过对除雾器的清理，C级检修结束后，#6脱硫系统启动后，#6增压风机能够正常进入工作区域， 保证脱硫系统的正常运行。
    6）、经常性的校对除雾器的前后压差，保证除雾器前后压差的准确性，保证运行人员准确判断和可操作性。
    4、增压风机失速的原因还有增压风机与系统不匹配，增压风机出力跟不上，造成风机失速，还有增压风机在安装过程中，安装水平差。
    5、热工信号误发     #6脱硫系统C级检修以前，造成#6增压风机失速的原因主要是除雾器堵塞，造成增压风机出口阻力大，而#5、6脱硫系统经常性的失速的主要原因是GGH换热元件不洁净，造成增压风机出口阻力大失速。
【结语】：
1、在实际运行操作方面，控制吸收塔石膏浆液的PH值，防止石膏浆液过饱和，过饱和度一般应控制在120%-130%，PH值应控制在5.2-5.8之间，浆液浓度应控制在10%-15%之间。
2、在脱硫系统停运之前应先对GGH进行高压水冲洗，然后停运，并且对吹灰器喷嘴进行检查是否堵塞，离线低压水冲洗后应该打开GGH上部人孔进行干燥，保证换热元件的干燥性，防止下次启动时换热元件积灰。
3、在脱硫系统停运以后应对除雾器多次冲洗。
4、正常运行中要严格执行GGH和除雾器的吹扫规定。
5、严格监视GGH压差和除雾器前后压差，发现压差有问题及时联系热工对表计校对，保证运行中的正确判断。
6、不管是蒸汽吹扫，还是高压水、低压水冲洗，都应该在厂家提供的资料范围内进行工作，保证吹扫的可靠性。
7、GGH积垢堵塞和除雾器积垢是影响增压风机正常运行的重要因素，因此在正常运行中正确判断GGH和除雾器是否堵塞是保证增压风机正常运行的关键。
随着国家对环保的重视，对脱硫系统旁路挡板门的拆除，这就要求发电企业对脱硫系统加大投资和重视，要求脱硫系统的稳定性，这就要求脱硫系统的主要设备的可靠性，只有脱硫系统可靠运行，才能保证发电机组的正常运行。

一般轴流通风机通常采用高效的扭曲机翼型叶片，当气流沿叶片进口端流入时，气流就沿着叶片两端分成上下两股，处于正常工况时，冲角为零或很小（气流方向与叶片叶弦的夹角α即为冲角），气流则绕过机翼型叶片而保持流线平稳的状态，如图1a所示。当气流与叶片进口形成正冲角时，即α>0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况则开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象，如图1b所示。冲角α大于临界值越多，失速现象就越严重，流体的流动阻力也就越大，严重时还会使叶道阻塞，同时风机风压也会随之迅速降低。
增压风机在启动过程中，调整导叶可能会造成风机失速，出现喘振等现象，以及造成机组炉膛压力波动，引风机在短时间内频繁调节，容易损坏设备，甚至引起机组MFT。或者增压风机运行时调整导叶出现机械故障，不能调整动叶，也可能导致同样的问题。
风机的失速主要是由气流方向与叶片的冲角的大小引起的，对于动叶可调风机，当风机发生失速时，关小失速风机的动叶角度，可以减小气流的冲角，从而使风机逐步摆脱失速状态。
一般轴流通风机性能曲线的左半部，都存在一个马鞍形的区域（这是风机的固有特性，但轴流通风机相对比较敏感），在此区段运行时有时会出现风机的流量、压头（反映在风机驱动电机的电流）的大幅度脉动风机及系统风道都会产生强烈的振动、噪声显著增高等不正常工况，一般称之为“喘振”，这一不稳定工作区称为喘振区。实际上，喘振仅仅是不稳定工作区内可能遇到的现象，而在该区域内必然要出现的则是旋转脱流或称旋转失速现象。风机喘振的主要表现为风量、出口风压（电机电流）出现大幅度波动，剧烈振动和异常噪声。
一般可以说失速是喘振发生的根本诱因。