一起风机入口滤网覆冰造成机组停运的事故分析

【摘要】350MW火电机组在冬季试运期间因低温霜冻天气及一次风机、送风机入口滤网设计不合理等原因造成风机入口滤网覆冰堵塞，锅炉燃烧恶化，机组被迫停运。通过事件分析提出了预控措施，对我国北方高寒地区火电机组杜绝此类事故提供了经验。

【关键词】风机；滤网；覆冰堵塞

该机组额定功率350MW，锅炉为DG1200/25.4-Ⅱ4型超临界、煤粉燃烧、变压运行直流锅炉，额定主蒸汽温度571℃，再热蒸汽温度569℃。风烟系统按平衡通风设计，分别配两台50%容量动叶可调轴流式送风机、一次风机和引风机。5台出力57t/h的中速辊式磨煤机分别供前墙3层、后墙2层，每层4只煤粉燃烧器。

故障前机组负荷260MW， CCS协调控制方式，主汽压力20.2MPa，主汽温度566℃，再热汽温565℃，引风机、送风机、一次风机双侧运行，A、E、B、C磨煤机运行，一次风母管压力8.1kPa，锅炉总煤量120t/h，给水流量826t/h。

1.故障经过

前夜23：30开始，一次风机、送风机动叶逐渐自动开大，但风机电流、出力变化不明显。

第二天凌晨2：41，一次风机动叶调节开度接近全开，出口风压、电流下降。

2：42，一次风压力下降至7.5kPa，制粉系统出力受到影响，锅炉热负荷下降，主汽压力降低至19.7MPa，CCS协调控制系统开始增加给煤量。

2：44，机组负荷256MW、主汽压力19.5MPa、汽温560℃，燃料主控自动加大燃料量至127t/h。

2：47，出于稳定主汽压力的控制策略，协调控制系统减小机组目标负荷指令至250 MW，负荷降低后，气温汽压仍不能稳定。

2：49，主汽压力19.3MPa，汽温551℃，协调控制系统对燃料的调节幅度进一步加大。协调控制系统对燃料的持续增加使制粉系统一次风量的需求增大，但风机动叶已全开，风机电流和出口风压仍下降。

2：54，因汽压、汽温设定值与实际偏差大，协调控制系统跳至TF方式，此时机组负荷219MW，压力16.5MPa，主汽温下降至517℃，给水流量增加至1079t/h，总煤量增加至168t/h。

2：56，主汽温急剧下降至486℃，运行人员降低机组负荷至零，因汽温继续下降，为保护汽轮机安全打闸停机，锅炉MFT，发电机解列。

4：15，经检修、运行人员全面检查，最终发现一次风机及送风机入口滤网覆冰，大面积堵塞。异常过程一次风机、送风机风压、电机电流变化曲线见图1。

2.原因分析

2.1 一次风机与送风机入口滤网覆冰堵塞是此次停机事件发生的根本原因。风机入口覆冰造成一次风量、送风量不足，炉内燃烧恶化，热负荷持续降低，蒸汽温度、压力不断下降，最终导致机组被迫停运。

2.2 极低气温的霜冻天气是造成风机入口滤网覆冰的直接原因。两天前周边区域大面积降雪，前一天中午气温回升，部分积雪融化，空气湿度增大，当天晚上气温又降低至零下11℃，形成霜冻天气。

2.3 该机组风机入口滤网网孔过密形成了风机入口滤网挂冰的条件。该风机入口为钢丝网状滤网，网孔为边长约1cm的正方形（如图2）。滤网过密，相邻节点之间距离近，每个节点只要轻微结冰，就会相互连结，不断积聚，直至堵塞，影响到风机的供风。

2.4 风机入口滤网布置位置不合理是造成风机入口滤网堵塞未能被及时发现的原因。此工程风机入口滤网布置在锅炉房后墙约25米标高处，与墙面平齐安装，没有检查平台或瞭望位置，巡检人员无法检查到滤网脏污情况（见图3），在异常现象发生时未能及时发现滤网覆冰，延误了处理时机。

2.5 调试和运行人员缺乏经验，在风量减少、燃烧恶化的情况下未能及时分析到风机入口堵塞的可能，进行正确的检查处理。

机组负荷指令未发生变化而风机动叶逐步开大，运行人员对此没有引起重视。在汽温、汽压下降，两侧风压、风量均下降时，应对管道各部压力进行对比分析，并就地查找风道阻力增大及风机工作异常的原因，不能简单地根据风压和流量下降的现象判断为风机失速进行处理。并列运行的轴流风机如果单侧风压、风量及电流突然下降且不稳定一般为该侧风机失速，但失速不会在两侧风机同时发生，因为当一侧风机失速后系统风压降低，另一侧风机工作点将远离失稳区域。

另外，在燃烧恶化，气温、汽压下降，风量减少，氧量降低，可以判断炉膛缺风的情况下应及时解除燃料自动调整，根据风量和炉膛出口氧量手动控制给煤量和机组出力，严禁在风量不足的情况下自动增加给煤量，造成磨煤机制粉阻力增大，一次风量更加不足。

2.6 协调控制系统逻辑策略与调节特性不完善也加剧了气温、汽压的下降。在风机入口滤网堵塞、锅炉燃烧恶化的情况下。协调控制系统为保证电功率对锅炉热负荷的需求，不断增加燃料量，此种控制逻辑未充分考虑一次风压异常因素，受一次风供给不足的限制，制粉系统通风携带能力越来越差，增加给煤量，锅炉燃烧热负荷反而进一步下降，造成工况持续劣化。

3 .预防该类事故再次发生采取的措施

3.1 参照其他电厂的规格，将一次风机、送风机入口滤网由1×1cm2更换为3×3cm2，减少了滤网结冰集聚的支撑面积。

3.2 将垂直安装的滤网改为向下倾斜布置（见图2），一方面，便于检查滤网运行状况，另一方面，下倾布置也有利于表面杂物清除。同时在风机入口滤网处加装平台，便于检查与清理滤网。

3.3 对协调控制系统逻辑策略与调节特性进行完善。适当放大牺牲负荷稳定汽压、气温的调节幅度。在出现主汽压力、负荷偏差较大时，控制系统应跳开自动并提醒运行人员进行干预。还要充分考虑给煤量与一次风压之间的需求比例，在一次风系统故障，风压不足时，协调控制系统能够自动限制给煤量，防止超出一次风携带能力盲目增加给煤量，造成磨煤机、煤粉管堵塞。同时还要考虑送风量对给煤量的限制，防止助燃风量不足，煤粉燃烧不尽威胁尾部烟道安全。

3.4 加强技术培训，通过理论讲课、事故演练等有效方式提高运行人员异常分析和事故处理的能力。监盘人员要对机组不同工况各系统参数及调节位置心中有数，增强对运行参数的分析意识，不断积累经验，在异常发生时能够及早发现，把事故消除在萌芽状态。

3.5 计划利用检修机会将风机入口滤网改造为双入口，一个设在锅炉房内，一个设在锅炉房外，由挡板进行切换控制。冬季低气温时段风机入口切至锅炉房内，以提高供风温度，防止入口结冰，同时还可以减少暖风器用汽，提高锅炉运行效率。