一起空預器跳閘事件的分析及預防

潘建東

（國電泉州熱電有限公司，福建泉州362804）

0 引言

某電廠鍋爐由哈爾濱鍋爐廠設計制造，于2006年投入商業運行。鍋爐為HG-1025/17.4-YM28型、亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環、平衡通風、固態排渣、燃煤汽包爐，采用三分倉容克式空氣預熱器。空預器設計參數如表1所示。

表1 空預器設計參數

1 空預器結構

空氣預熱器由預熱器本體，驅動裝置，潤滑設備，吹灰、著火檢測報警，消防及清洗裝置等組成，還包括傳熱元件、傳動裝置、轉子、密封裝置（軸向密封、徑向密封、旁路密封）、外護板、煙氣進口管道及關斷擋板門、煙氣出口管道、空氣進口管道、盤車裝置等全套裝置及附件。

1.1 傳熱元件

傳熱元件是緊密地排列在轉子框架中的波形金屬板。波形板和定位板間隔疊置，兩者的波紋順向。一般空氣預熱器的熱端和冷端所采用的材料不同，由于空氣預熱器主要問題是低溫腐蝕，所以一般冷端采用的材質較好，使用壽命較短（2～4年），而熱端可采用普通的碳鋼，使用壽命較長（一般7～10年）。

1.2 傳動裝置

傳動裝置是驅動轉子轉動的組件，由電動機、液力偶合器、減速器、傳動齒輪、傳動裝置支承等組成。傳動過程為：由主電動機將動力傳至減速器，然后依靠減速器低速輸出軸端的小齒輪與裝在轉子外圓殼板上的圍帶銷相互嚙合，使轉子得以轉動，轉子的轉速一般為1～2 r/min，過高的轉速對傳熱無益，相反會使軸與轉子旋轉而攜帶入煙氣側的空氣量增加，造成預熱器的漏風增大。

輔助傳動機構的作用是當主電機出故障時，使預熱器維持運行。輔助傳動裝置的傳動過程為：由輔助電動機將動力傳至減速器，然后依靠減速器低速輸出軸端的小齒輪和裝在外圓殼板上圍帶銷互相嚙合，使轉子得以轉動。輔助傳動除了用作主傳動的備用件外，還可在水沖洗傳熱面時，用以控制轉子的轉速。此外，亦可用于空氣預熱器維修、轉子密封等。

1.3 轉子

轉子采用模數（倉格）式，即將轉子分制成24個模塊（扇形倉格，每個倉格為15°和一只中心筒）。波形板在制造廠內全部裝入模塊中。

1.4 密封裝置

回轉式空氣預熱器最主要的問題是空氣向煙氣的泄漏，為了將泄漏降低到最低限度，在預熱器的主要泄漏部位都安裝了密封裝置。

1.4.1 軸向密封

軸向密封裝置主要由軸向密封片和軸向密封板構成。軸向密封片是由螺栓與模數倉格徑向隔板的外緣相連接，并沿整個轉子的軸向高度布置，隨轉子一起轉動。軸向密封板主要由兩弧形板和調整裝置組成，兩塊弧形板裝在轉子密封區的外側，通過支架、折角板和調整裝置固定在殼體上，并通過外部的螺栓來調整轉子軸向密封之間的間隙。

1.4.2 徑向密封

徑向密封裝置主要由扇形板和徑向密封片構成。徑向密封片用螺栓固定在轉子的熱端和冷端的徑間隔板上，沿半徑方向分為數段，隨轉子一起轉動。徑向密封片可上下適當調整，與扇形板構成密封副。

1.4.3 旁路密封

旁路密封裝置設在轉子外圓周圍的冷熱端上，其作用為防止煙氣或空氣在轉子與殼體之間短路，同時它作為軸向密封的第一道防線，也起到一定的密封作用。它主要由旁路密封片與“T”型鋼構成。“T”形鋼與轉子外周的角鋼相連接，隨轉子一起旋轉，旁路密封片沿轉子外圓布置。

2 空預器電流波動跳閘實例

7月3日23：30，#1爐泄漏，緊急降負荷前A/B空預器入、出口煙溫385 ℃、130 ℃/387 ℃、120 ℃。

3日23：48，#1爐MFT時A/B空預器入、出口煙溫357 ℃、153 ℃/357 ℃、141 ℃。

因爐膛泄漏漏氣量較大，保持B引風機運行，至00：43停運。此時A/B空預器入、出口煙溫293 ℃、125 ℃/279 ℃、195 ℃。

02：17，#1爐1B空預器主電機跳閘，輔電機聯啟，隨后輔電機跳閘。查找跳閘原因為空預器主、輔電機變頻器故障。02：23復位報警信號后，啟動1B空預器主電機，上述故障再次發生，通知檢修檢查。聯系機務檢修人員手動盤轉1B空預器（無法盤動）。電氣檢修人員告知，#1爐1B空預器主電機跳閘原因為電機過載。檢修暫調大空預器間隙，打開空預器煙氣側人孔門降溫，待溫度下降后再試啟動。此時A空預器電流為10.8 A，且平穩無波動，入、出口煙溫216 ℃、86 ℃。

05：46，#1爐1A空預器主電機跳閘，輔電機聯啟，就地檢查空預器軸不轉，停止輔電機運行。聯系機務檢修人員手動盤轉1A空預器（無法盤動）。調大1A空預器間隙后仍無法盤動。檢修將#1爐A、B側煙氣人孔門開啟冷卻。此時A空預器電流為11.1 A，入、出口煙溫267 ℃、107 ℃。

事后對此次空預器跳閘原因分析如下：

（1）#1爐膛泄漏至機組MFT用時15 min，泄漏量大，導致空預器入口煙溫驟降。因空預器正常運行時的冷熱端溫差致轉子呈蘑菇形，靠近中心筒處徑向密封與熱端扇形板間隙最小。扇形板質量較輕，煙溫下降較快，導致扇形板收縮快，熱端扇形板與靠中心筒處的徑向密封片摩擦卡澀。冷卻后進入空預器內部檢查發現，中心筒處的徑向密封片多數有刮擦變形倒塌現象。

（2）DCS上的空預器電流不準（11.1 A為量程上限），上限值設置較小，導致空預器電流上漲波動時未反饋至DCS上。

3 空預器電流波動的運行預防措施

（1）監盤人員加強空預器電流、排煙溫度及出入口風溫監視，發現異常及時至就地檢查；

（2）巡檢加強空預器檢查，發現異音時及時匯報，聯系檢修確認并調整空預器間隙；

（3）監視好空預器進出口差壓，若差壓增大，加大吹灰頻率，并確認鍋爐燃燒狀況良好；

（4）機組負荷變化較大時，加強空預器電流監視，控制好升降負荷速率；

（5）機組高負荷時，如排煙溫度高導致空預器電流波動，及時降低機組負荷；

（6）若發現空預器出口煙溫不正常上漲，應立即排查原因，若空預器著火，按規程規定處理；

（7）若空預器跳閘，按機組RB處理，立即關閉出入口擋板，手動盤空預器，聯系檢修調整密封裝置。

4 單側空預器跳閘處理建議

（1）單側空預器跳閘時，可按規定搶合備用電機或主電機一次。

（2）如搶合不成功，立即停運同側風組并關閉同側一次風側、二次風側、煙氣側及聯絡擋板等煙風擋板；安排檢修配合就地加緊煙氣側擋板。

（3）打跳上層制粉系統，快速降負荷至150 MW，視排煙溫度調整鍋爐負荷；將主、備電機停電，通知檢修配合手動盤動轉子，若無法盤動，嚴禁強行盤動，以免損壞驅動機構。

（4）若無法盤動，可以開啟跳閘側熱端煙氣側人孔門冷卻，冷卻后再進行手動盤車。

（5）若跳閘側空預器出口溫度無法下降且大于250 ℃，采取措施無效時，應申請盡快停爐。

（6）確認空預器發生再燃燒，應立即停爐并投入消防水進行滅火，并隔絕空氣。