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1 000 MW機(jī)組鍋爐空預(yù)器電流波動(dòng)分析及解決對(duì)策

2017-04-11 10:56:22林典鵬李大吉王楚鴻
電站輔機(jī) 2017年4期
關(guān)鍵詞:預(yù)器吹灰預(yù)熱器

林典鵬,李大吉,王楚鴻

0 概述

某電廠鍋爐配備了2臺(tái)LAP17286/2600的三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器??諝忸A(yù)熱器的主軸為垂直布置,煙氣和空氣以逆流方式換熱??疹A(yù)器的主、輔驅(qū)動(dòng)電機(jī)利用變頻調(diào)節(jié),采用了中心驅(qū)動(dòng)的方式。每臺(tái)空氣預(yù)熱器,除配備可相互切換的主電機(jī)和輔助電機(jī)外,還配有輔助氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)馬達(dá)配置了帶電磁空氣閥的自動(dòng)離合器,可進(jìn)行遠(yuǎn)控或自動(dòng)操作??諝忸A(yù)熱器采用徑向、軸向和環(huán)向密封系統(tǒng),密封裝置具有雙密封結(jié)構(gòu)以降低漏風(fēng)率。空預(yù)器配有監(jiān)視二次燃燒的熱點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)。在煙氣冷熱端各配有1臺(tái)吹灰器。冷端吹灰器還接有高壓沖洗水,為沖洗空預(yù)器,配備了高壓沖洗水系統(tǒng)??疹A(yù)器主電機(jī)額定電流59.1 A,正常電流一般為24~32 A,波動(dòng)幅度約8 A。

1 空預(yù)器結(jié)構(gòu)

1.1 外殼

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器殼體呈圓柱形,由2塊主殼體板、1塊側(cè)座架體護(hù)板、2塊轉(zhuǎn)子外殼組件和1塊一次風(fēng)座架組成??諝忸A(yù)熱器的整體結(jié)構(gòu),如圖1所示。

主殼體板分別與下梁及上梁連接,通過主殼體板的4個(gè)立柱,將預(yù)熱器的絕大部分重量傳給鍋爐構(gòu)架。主殼體板內(nèi)側(cè)設(shè)有弧形的軸向密封裝置,外側(cè)有調(diào)節(jié)裝置對(duì)軸向密封裝置進(jìn)行調(diào)整。側(cè)座架體護(hù)板與上梁連接,并有2個(gè)立柱承受空預(yù)熱器部分重量。

圖1 空氣預(yù)熱器的整體結(jié)構(gòu)

1.2 轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子是裝載傳熱元件(波紋板)并可旋轉(zhuǎn)的圓筒形部件。為減輕重量便于運(yùn)輸,及有利于提高制造、安裝的工藝質(zhì)量,采用轉(zhuǎn)子組合式結(jié)構(gòu),主要有轉(zhuǎn)軸、扇形模塊框架及傳熱元件等組成[1]。

空氣預(yù)熱器軸承有導(dǎo)向軸承和支撐軸承兩種。導(dǎo)向軸承采用雙列向心滾子球面軸承,導(dǎo)向軸承固定在熱端中心桁架上,導(dǎo)向軸承裝置可隨轉(zhuǎn)子熱脹和冷縮而上下滑動(dòng),并能帶動(dòng)扇形板內(nèi)側(cè)上下移動(dòng),從而保證扇形板內(nèi)側(cè)的密封間隙保持恒定??諝忸A(yù)熱器的支承軸承采用向心球面滾子推力軸承,支承軸承裝在冷端中心桁架上,配有潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)。支承軸承和導(dǎo)向軸承均采用油液潤(rùn)滑。

1.3 空氣預(yù)熱器密封

空氣預(yù)熱器的密封主要分為:中心筒密封、徑向密封、周向密封、軸向密封。空氣預(yù)熱器密封片的布置,如圖2所示。

圖2 空預(yù)器密封片

1.3.1中心筒密封

在每一個(gè)轉(zhuǎn)子徑向隔板的內(nèi)側(cè)的熱端和冷端都裝有中心筒密封片,環(huán)繞在熱端和冷端轉(zhuǎn)子中心筒的周圍。

1.3.2徑向密封

空氣預(yù)熱器的徑向密封調(diào)整裝置,如圖3所示。

圖3 空預(yù)器徑向密封調(diào)整裝置

1.3.3旁路密封

沿著轉(zhuǎn)子外殼的內(nèi)側(cè),在空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的出、入口處,裝有旁路密封片。這些密封片,在空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子外殼的熱端及冷端的空氣側(cè)和煙氣側(cè)呈圓周分布,所以又稱周向密封。周向密封通常采用撓性彈簧密封板。擋板隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),端部與槽內(nèi)兩壁接觸,起到迷宮軸封的作用。

1.3.4軸向密封

沿著每個(gè)轉(zhuǎn)子徑向隔板外側(cè)的軸向邊緣,安裝有軸向密封片。運(yùn)行時(shí),軸向密封片和靜止的軸向密封板之間的間隙最小。在軸向密封片上,有開腰形螺栓孔,可用螺栓固定在徑向隔板上,密封片可沿著徑向方向上(靠近或遠(yuǎn)離軸向密封板)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2 空預(yù)器電流波動(dòng)原因分析及處理

該空預(yù)器在啟動(dòng)或正常運(yùn)行中,多次發(fā)生電流的大幅波動(dòng),嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,對(duì)造成空預(yù)器電流波動(dòng)的幾種原因進(jìn)行分析,并提出控制措施。

2.1 空預(yù)器內(nèi)部被異物卡澀

卡澀現(xiàn)象一般發(fā)生在空預(yù)器安裝或檢修后,空預(yù)器內(nèi)雜物沒有被清理干凈。在空預(yù)器啟動(dòng)時(shí),很快就能發(fā)現(xiàn),由于此時(shí)被鍋爐尚未點(diǎn)火,停運(yùn)空預(yù)器并找出雜物即可。另一種情況就是空預(yù)器內(nèi)部部件脫落,如空預(yù)器吹灰管道或者管道支撐損壞,導(dǎo)致吹灰管道斷裂卡住轉(zhuǎn)子,發(fā)生這種情況,應(yīng)立即采取措施,隔離單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng),對(duì)內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)檢查。海門電廠3號(hào)、4號(hào)機(jī)均發(fā)生過空預(yù)器間隙監(jiān)測(cè)裝置的脫落,導(dǎo)致空預(yù)器啟動(dòng)后電流波動(dòng)大,停運(yùn)空預(yù)器后,將間隙監(jiān)測(cè)裝置重新調(diào)整后才恢復(fù)正常[2]。

2.2 空預(yù)器動(dòng)靜摩擦導(dǎo)致電流波動(dòng)

2.2.1空預(yù)器熱負(fù)荷變化、空預(yù)器膨脹或者收縮不暢,導(dǎo)致動(dòng)靜部分產(chǎn)生摩擦。這種情況一般發(fā)生在機(jī)組啟停、機(jī)組快速加減負(fù)荷、或單側(cè)空預(yù)器停運(yùn)檢修過程中。海門電廠多次發(fā)生單側(cè)空預(yù)器檢修后,在啟動(dòng)時(shí),空預(yù)器被卡澀,致使電流大幅波動(dòng)。2016年05月31日,海門電廠4號(hào)機(jī)組空預(yù)器A主電機(jī)運(yùn)行時(shí)有異音,在線進(jìn)行了更換,電機(jī)更換后啟動(dòng),電機(jī)電流發(fā)生了35~50 A的大幅波動(dòng),如圖4所示。就地檢查空預(yù)器A主電機(jī)運(yùn)行正常,判斷為內(nèi)部膨脹不均引起。將空預(yù)器盤動(dòng)3 h后,空預(yù)器主電機(jī)電流恢復(fù)正常。

圖4 海門電廠4號(hào)機(jī)空預(yù)器A電流波動(dòng)情況

2.2.2空預(yù)器密封片間隙過小或故障。

機(jī)組啟動(dòng)完成后,需調(diào)整空預(yù)器密封間隙,控制空預(yù)器漏風(fēng)率,達(dá)到提高鍋爐效率的目的??疹A(yù)器密封片下壓過度或者空預(yù)器密封間隙調(diào)整裝置故障,均會(huì)造成空預(yù)器轉(zhuǎn)動(dòng)部分與空預(yù)器密封片產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致空預(yù)器電流波動(dòng)。當(dāng)電流大幅波動(dòng)時(shí),應(yīng)立即就地將空預(yù)器密封間隙調(diào)大,待空預(yù)器電流穩(wěn)定后,重新調(diào)整間隙,避免空預(yù)器電流長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)。2015年07月19日,海門電廠3號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),空預(yù)器A的電流波動(dòng)大(最高為38 A),如圖2所示。立即就地將空預(yù)器A1、A2的間隙從-10 mm提升至+5 mm,空預(yù)器電流恢復(fù)正常。

圖5 海門電廠3號(hào)機(jī)空預(yù)器A電流波動(dòng)情況

2.2.3空預(yù)器不平衡。

造成空預(yù)器空預(yù)器不平衡有安裝工藝方面的問題。在空預(yù)器啟動(dòng)過程中,因一、二次風(fēng)以及引風(fēng)調(diào)整不平衡,還存在三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器在設(shè)計(jì)時(shí)考慮的受力平衡問題,若受力不平衡,亦會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器電流波動(dòng)。在2013年,曾發(fā)生空預(yù)器A在線停運(yùn)檢修后,啟動(dòng)空預(yù)器A的電流波動(dòng)大,經(jīng)分析后,確定原因?yàn)锳側(cè)一次風(fēng)機(jī)未及時(shí)并入運(yùn)行,將A側(cè)一次風(fēng)機(jī)并入運(yùn)行后電流恢復(fù)正常。

2.2.4暴雨使空預(yù)器外部積水,會(huì)造成空預(yù)器局部受冷收縮,導(dǎo)致空預(yù)器的電流波動(dòng)。

3 空預(yù)器本體零部件故障

3.1 空預(yù)器電機(jī)故障

空預(yù)器電機(jī)本體故障,導(dǎo)致了電流波動(dòng)。經(jīng)就地確認(rèn),確為電機(jī)故障,應(yīng)立即切至輔電機(jī)運(yùn)行,停運(yùn)主電機(jī)。必要時(shí),需隔離該側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)。

3.2 空預(yù)器軸承損壞

空預(yù)器支撐軸承以及導(dǎo)向軸承的工況較差,周圍空氣流動(dòng)空間有限,油較容易受到污染。另外,雷雨天氣時(shí),在導(dǎo)向軸承位置容易形成積水,并進(jìn)入油系統(tǒng),導(dǎo)致油質(zhì)不合格,引起軸承磨損,空預(yù)器電流波動(dòng)。再者,空預(yù)器軸承安裝工藝、油箱油位過高過低或者設(shè)備質(zhì)量等問題也是空預(yù)器軸承容易損壞的原因[3]。

2013年08月17日,海門電廠1號(hào)機(jī)空預(yù)器A電流波動(dòng),檢查發(fā)現(xiàn)空預(yù)器A導(dǎo)向軸承端蓋的2個(gè)螺栓斷裂,檢修后,空預(yù)器電流恢復(fù)正常。

圖6 海門電廠1號(hào)機(jī)空預(yù)器A電流波動(dòng)情況

3.3 空預(yù)器齒輪傳動(dòng)裝置故障

海門電廠空預(yù)器采用臥式齒輪傳動(dòng),齒輪箱故障,也是引起空預(yù)器電流波動(dòng)的因素,嚴(yán)重時(shí)可造成空預(yù)器停轉(zhuǎn)??疹A(yù)器齒輪箱的齒輪、軸承,容易因潤(rùn)滑原因引起故障。空預(yù)器齒輪傳動(dòng)裝置故障較難發(fā)現(xiàn),若空預(yù)器電流波動(dòng),需排除其他原因后或者配合后期空預(yù)器停轉(zhuǎn)報(bào)警進(jìn)行確認(rèn),確認(rèn)后應(yīng)立即停運(yùn)單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)進(jìn)行處理[4]。

2013年03月15日,海門電廠2號(hào)機(jī)組正常運(yùn)行,空預(yù)器B主電機(jī)電流30 A突降至25 A,B側(cè)排煙溫度快速上漲,立即打閘B側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)進(jìn)行降負(fù)荷處理。就地檢查空預(yù)器B主電機(jī)運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)空預(yù)器B主軸已停轉(zhuǎn)。解體空預(yù)器后,發(fā)現(xiàn)齒輪箱三級(jí)齒輪上部定位軸承的滾珠已脫落,齒輪軸偏離正常工作位置,相鄰之間齒面碰磨損壞,最終導(dǎo)致空預(yù)器減速機(jī)失效,空預(yù)器停轉(zhuǎn)。

3.4 空預(yù)器氣動(dòng)馬達(dá)齒輪卡澀

該情況一般發(fā)生在空預(yù)器檢修后,啟動(dòng)空預(yù)器主輔電機(jī)之前,必須先啟動(dòng)空預(yù)器氣動(dòng)馬達(dá),對(duì)空預(yù)器進(jìn)行盤動(dòng)。就地檢查空預(yù)器有無卡澀情況,方可啟動(dòng)主輔電機(jī)。氣動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)后,因氣源原因或者氣動(dòng)馬達(dá)卡死未能正常脫開,會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器主輔電機(jī)啟動(dòng)電流的波動(dòng)增大,此時(shí),因空預(yù)器在調(diào)試期間,停運(yùn)空預(yù)器,手動(dòng)脫開空預(yù)器氣動(dòng)馬達(dá)即可[5]。

3.5 空預(yù)器積灰

發(fā)現(xiàn)空預(yù)器積灰,應(yīng)立即進(jìn)行吹灰操作,并提高空預(yù)器密封間隙。積灰嚴(yán)重時(shí),應(yīng)停運(yùn)空預(yù)器進(jìn)行清理。造成空預(yù)器積灰,主要有幾個(gè)方面的原因。

(1)啟動(dòng)初期吹灰不夠,吹灰蒸汽壓力低或溫度低。

(2)空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)未進(jìn)行吹灰,或吹灰時(shí)疏水未排盡。

(3)長(zhǎng)期燃用高硫煤,有硫化物附著在空預(yù)器上。

(4)投油時(shí)間長(zhǎng)且燃燒不完全,引起油煙黏結(jié)于換熱片上,投粉后引起積灰。

(5)鍋爐長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行,排煙溫度過低。

(6)脫硝SCR裝置中氨的逃逸率高,煙氣產(chǎn)生的硫酸氫氨黏附在換熱片上,引起堵灰。

(7)受熱面發(fā)生泄漏、清洗水門關(guān)閉不嚴(yán),有水進(jìn)入空預(yù)器。

(8)空預(yù)器水清洗或二次燃燒用消防水滅火后,對(duì)空預(yù)器的烘干不徹底。

4 防止空預(yù)器電流波動(dòng)的措施

針對(duì)空預(yù)器電流波動(dòng)等異常工況,應(yīng)及時(shí)采取預(yù)控措施。

(1)加強(qiáng)安裝工藝、安裝質(zhì)量的監(jiān)督及驗(yàn)收。

(2)在機(jī)組啟動(dòng)或停運(yùn)過程中,嚴(yán)格控制空預(yù)器本體溫度的變化速率,防止空預(yù)器膨脹或者收縮不暢。

(3)在機(jī)組啟動(dòng)或停運(yùn)過程中,應(yīng)投入空預(yù)器連續(xù)吹灰,并確認(rèn)吹灰后的狀態(tài)。

(4)正常運(yùn)行時(shí),應(yīng)加強(qiáng)鍋爐燃燒狀態(tài)的調(diào)整,確保燃盡,定期投入空預(yù)器吹灰。長(zhǎng)期燃用高硫煤時(shí),應(yīng)增加空預(yù)器的吹灰頻次。

(5)正常運(yùn)行時(shí),應(yīng)加強(qiáng)空預(yù)器本體設(shè)備的維護(hù),定期加油并化驗(yàn)油質(zhì),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

(6)做好空預(yù)器相關(guān)聯(lián)鎖試驗(yàn),確保輔電機(jī)、氣動(dòng)馬達(dá)聯(lián)鎖正常。

(7)巡回檢查空預(yù)器的密封間隙,發(fā)現(xiàn)異常立即調(diào)整處理。

(8)空預(yù)器停運(yùn)間隙或機(jī)組停運(yùn)時(shí),必須將空預(yù)器密封間隙提至最大,并確認(rèn)到位。

(9)機(jī)組停運(yùn)檢修時(shí),檢查空預(yù)器減速箱內(nèi)部,并檢查密封片有無松動(dòng)或脫落現(xiàn)象,并擇機(jī)安排熱水沖洗。

(10)在空預(yù)器電流穩(wěn)定的情況下,適當(dāng)調(diào)整空預(yù)器的間隙,減小漏風(fēng),提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)語

空預(yù)器的電流波動(dòng),是電廠運(yùn)行中比較普遍的現(xiàn)象,且存在多方面原因,如果處理不當(dāng),就可能導(dǎo)致空預(yù)器卡死跳閘,甚至?xí)l(fā)鍋爐MFT和空預(yù)器損壞的重大事故。通過對(duì)這一異?,F(xiàn)象的分析總結(jié),并制訂相應(yīng)的預(yù)控措施,才能提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn):

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[3]賈光瑞,宋志強(qiáng).600 MW燃煤機(jī)組空預(yù)器改造設(shè)計(jì)與可行性研究[J].資源信息與工程,2016(5):172-175.

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