機組運行中受熱面旋轉式空氣預熱器卡澀跳閘事故的預防

摘 要：受熱面旋轉式空氣預熱器在正常運行中發生“蘑菇型變形”，入口煙溫越高，變形越劇烈，發生卡澀跳閘的可能性就越大。本文針對空氣預熱器動靜卡澀事件所采取的預防性措施，事件發生后的處理過程，以及事件過程暴露出系統各附屬設備存在的問題進行總結。

關鍵詞：卡澀；變形；煙溫

回轉式空氣預熱器分為受熱面旋轉和風罩旋轉兩種型式。白城發電公司采用三分倉、受熱面回轉式空氣預熱器。2013年下半年，為配合1號機組加裝脫硝裝置，有效避免和減輕脫硝系統投運后，因NH3HSO4產生的低溫腐蝕和受熱面堵塞，對空氣預熱器進行同步改造，本次改造采取局部改造方案，要求通過本次空氣預熱器改造達到降低漏風率，增強空氣預熱器傳熱元件抗堵塞、抗腐蝕能力的目的。主要改造內容為：低溫端元件更換為搪瓷元件，高溫端元件用高壓水沖洗干凈并利舊，增加防磨層換熱元件。

一、造成空氣預熱器轉子卡澀的主要原因

空氣預熱器在熱態運行時，由于煙氣自上而下流動，煙氣溫度逐漸降低；而空氣自下而上流動，空氣溫度逐漸上升，這就使轉子的上端金屬溫度高于下端溫度，轉子的上端的徑向膨脹量大于下端的徑向膨脹量，再加上轉子重量的影響，結果是轉子產生“蘑菇型變形”。這種變形與負荷有關，負荷越高，則煙溫越高，變形越嚴重。變形之后，動靜間隙增大，加重漏風；嚴重的會導致冷端轉子與扇形板之間摩擦卡澀引發的安全事故。

當空氣預熱器入口煙溫升高時，容易發生卡澀的部位在轉子冷端，雙金屬扇形板自動跟蹤裝置的提升拉桿在由于入口煙溫升高導致電流增大時迅速提升，不能起到緩解轉子卡澀、保證安全的作用。

二、空氣預熱器轉子卡澀事故發生的原因、處理方法及處理過程遇到的問題

下面結合投產以來曾發生過的由于運行參數變化導致的空氣預熱器卡澀、跳閘事件，談一談該類事件發生的原因、處理方法和附帶問題。

（一）號機組停運后2A空氣預熱器卡澀跳閘事件

1、事件經過

2號機組進行等級檢修后機組試啟動，以驗證機組各主輔設備可靠性。在試啟動完畢進行汽輪機汽門嚴密性試驗，鍋爐熄火，鍋爐熄火后，按照規程規定，鍋爐通風吹掃10分鐘后停止送、引風機、一次風機運行，進行自然通風。期間2A空氣預熱器電流25～27A擺動，2A空氣預熱器入口煙溫和空氣預熱器出口煙溫都逐漸下降。

關閉煙風擋板1小時16分以后發現2A空氣預熱器電流由22～23A再次緩慢上漲到38～42A擺動，2A空氣預熱器入口煙溫由273℃下降到257℃，出口煙溫升高，投入空氣預熱器連續吹灰。11分鐘以后2A空氣預熱器主電機跳閘，跳閘時2A空氣預熱器電流61.7A，入口煙溫257℃，出口煙溫172℃。2A空氣預熱器輔助電機聯啟成功，電流57A，輔助電機運行約13分鐘后電流緩慢漲到59A后跳閘，此時A空氣預熱器入口煙溫256℃，出口煙溫180℃。

空氣預熱器跳閘后檢修人員手動盤車，開啟2A空氣預熱器出口煙氣擋板，2A引風機出口擋板、靜葉，復緊煙氣入口擋板，盡可能減小煙氣泄漏量，同時打開煙氣側熱端人口門，進行冷卻。

2、事件主要原因

空氣預熱器在不通風情況下，由于入口煙氣擋板不嚴，局部有熱煙氣漏入，總體上觀察轉子熱端溫度逐漸降低，冷端溫度逐漸升高，但轉子冷熱端溫度并未均勻變化。轉子本體外側受熱不均，導致各部位變形量不一致，發生密封片與扇形板之間之間的動靜卡澀。

（二）1號機組正常運行中1B空氣預熱器轉子卡澀、跳閘事件

1、事件經過

事故發生時，1B空氣預熱器主電機電流持續在59A不變化，空氣預熱器出口煙溫開始快速上漲，空氣預熱器出口一、二次風溫開始快速下降，就地檢查發現空氣預熱器停轉，判斷空氣預熱器卡澀。立即調整風量，一次風量減至687.9083t/h，二次風量減至706.8872t/h，總風量減至1555.7316t/h，開始轉移B側風機出力。此時一次風溫以16.52℃/min的速率、二次風溫以14.195℃/min的速率下降，排煙溫度以16.03℃/min的速率上升。

空預器跳閘后1分鐘，再熱器煙氣擋板開度調整至60%，此時再熱器出口煙溫升高到415.81℃，省煤器出口煙溫降低到466.49℃。溫差為50.6764℃。

2、事故處理過程

相繼停止1B引風機、 1B送風機、 1B一次風機，1B空氣預熱器運行，煙風系統半側運行，負荷減至320MW，關閉1B空氣預熱器煙風出入口一、二次門、煙氣擋板，溫度最高升至371℃開始下降，B側空氣預熱器出口煙溫最高漲至369℃后開始下降。就地對1B空氣預熱器手動盤車無法盤動，確認1B空氣預熱器已卡死，將1B空氣預熱器主輔電機停電。

發現1B空氣預熱器故障后，運行人員除調整再熱器煙氣擋板開度以外，立即轉移各大風機出力，陸續將1B一次風機、1B送風機、1B引風機停運。從發現1B空氣預熱器電流開始波動到負荷全部轉移耗時約32分鐘，從空氣預熱器轉子停轉到負荷全部轉移耗時約16分鐘。

3、事件過程分析

1B引風機出入口電動擋板不嚴密是造成1B引風機出入口壓差增大、1B引風機在1A引風機抽吸作用下快速倒轉的主要原因。

1B空氣預熱器出口擋板也存在漏泄情況，雖然可以再空氣預熱器半側運行時維持機組運行，但打開空氣預熱器人孔門便導致1A引風機電流增大的現象足以證明擋板還存在漏風現象。

1B空氣預熱器二次風側出口擋板不夠嚴密，是造成啟動1B送風機時爐膛壓力波動的原因。

1A引風機為動葉可調軸流風機，造成其出力增加速度遠遠高于靜葉可調軸流風機，加之電液執行方式未在就地控制器內設置指令與反饋的調節死區，調解機構動作過于靈敏，導致1A引風機運行電流超過額定值。

三、結束語

歷年來，很多火力發電廠在生產運行中遇到多種多樣受熱面回轉式空氣預熱器設備發生的故障，各廠也在處理先天性缺陷、家族性缺陷方面積累了豐富的經驗。由于本文作者水平有限，僅僅對投產來發生的各類事故進行羅列和簡要分析，未談及深層次的觀點，更未對空氣預熱器事故進行擴展性的闡述，其中個別觀點難免偏頗和缺少理論支撐，今后的生產實踐中將繼續摸索和研究。