暖風器凍結事故處理及建議

楊曉東

摘 要： 本文就內蒙古某一電廠暖風器系統進行簡要描述，針對該廠暖風器凍結采取相應措施及給出改進建議。

關鍵詞： 暖風器 系統 凍結 改進

中圖分類號：TK223.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）09-0294-02

內蒙古某一電廠為超臨界機組，鍋爐使用超臨界參數直流煤粉鍋爐、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、四角切圓燃燒、∏型布置、固態排渣、緊身封閉、全鋼架懸吊結構鍋爐，爐后尾部布置兩臺三分倉受熱面回轉式空氣預熱器。鍋爐制粉系統為中速磨冷一次風正壓直吹系統，配置5臺中速磨煤機。鍋爐配有2臺葉偶調節離心式一次風機，2臺動葉可調軸流式送風機，2臺動葉可調軸流式引風機。除塵系統為電袋式除塵器。鍋爐配置一次風暖風器2臺，二次風暖風器2臺，皆為JNNFX旋轉式暖風器。該暖風器是利用高溫蒸汽加熱冷空氣的一種熱交換設備，汽源取自輔汽聯箱。

旋轉式暖風器通常用在空氣預熱器進口前一、二次風道中，在冬季需要投入使用時，將暖風器熱交換面旋轉至與煙道垂直位置，用于加熱一二次風溫，起到保護空氣預熱器冷端免受低溫腐蝕的作用。當夏季風溫高時，可將暖風器旋轉90°，旋至與風道平行位置，將暖風器從風道內切除，形成直通風道，使風道內雜物隨風帶走，避免了暖風器堵塞，并大幅度減少一、二次風道通風阻力，降低風機阻力損失，實現風機節能，提高機組運行的經濟性和安全性[1]。

很多電廠的暖風器系統采用疏水匯集到疏水箱，經疏水泵打入除氧器的設計方案。該方案需設置低位水箱、疏水泵、水位變送器、調節單元及再循環調節閥等設備，由于控制邏輯復雜，設備工作環境惡劣，運行過程中經常發生水位控制失靈、疏水泵汽蝕、暖風器泄露等故障，增加了維修成本[2]。故再建新廠的暖風器系統有了較大改進，疏水系統也逐漸設計為疏水經自動疏水器后，可排入地溝或疏水擴容器，水質合格后可依靠暖風器進汽與凝汽器差壓，將疏水排入凝汽器。該設計初步投資少，后期維修成本也較低，投運后也較為可靠和安全。

一、暖風器系統簡介

廠暖風器系統采用疏水至凝汽器設計，具體介紹如下：

輔助蒸汽經供汽母管來到暖風器平臺前，通過一二次暖風器汽源調門及旁路電動門，進入一二次暖風器汽源母管，被送入各個暖風器汽源支管，向上爬升3米后，經各支管手動門進入暖風器。在暖風器內，蒸汽經翅片管束與冷風進行熱交換，釋放熱量凝結為水。疏水從暖風器出來后，進入疏水支管，垂直下落3米后，經疏水器及旁路匯集到一根疏水母管。在暖風器投入初期，水質不合格時，可將疏水外排，或沿疏水母管進入比疏水母管高6米的鍋爐啟動疏水擴容器，經擴容后進入集水箱。水質合格后，依靠蒸汽壓力和凝汽器差壓，可將疏水導入凝汽器疏水擴容器，將疏水進行回收。該廠暖風器系統圖如下。

雖然該廠采取如此設計，但是該系統在投運及正常運行中，依然存在進汽支管及疏水管路振動的問題，其中以疏水管路振動最為嚴重。同時，疏水管路設計不合理致使暖風器發生一次嚴重凍結的事故。

二、暖風器凍結過程

冬季一次鍋爐點火時，外界環境溫度為-9℃，溫度過低，投入暖風器系統，暖風器出口一二次風風溫為35℃左右，一二次暖風器供汽調門處于手動方式。由于疏水水質不合格，故將疏水排至鍋爐啟動疏水擴容器內。鍋爐點火后沒多長時間，運行人員發現A側二次風暖風器出口風溫測點出現黃閃。就地檢測A二次風暖風器進汽支管外壁溫度為70-80℃，疏水支管溫度為0-2℃，暖風器出口風溫已降至0℃以下，A側二次風暖風器凍結。B側二次風暖風器出口風溫降至4℃，出口疏水溫度為8℃左右，B側也即將凍結。AB側二次風暖風器進氣管和疏水管都產生劇烈振動。手動逐漸將二次風暖風器進汽調門開度至100%，二次風溫及疏水溫度無變化。

三、暖風器凍結原因分析

經就地檢查后發現二次風暖風器汽源調門連桿斷開，DCS上顯示開度100%，就地只有少許開度。

暖風器翅片管束平面與水平面有3°傾角，可確保疏水向疏水管路側流動，即時將暖風器內的疏水導出，避免暖風器凍結。但二次風汽源調門連桿斷開，調門開度過小，致使進汽量大幅減少，汽壓不足于將疏水壓至高6米的啟動擴容器內。一二次風暖風器疏水匯至一根疏水母管，且疏水溫度存在較大差異，導致疏水母管產生大幅振動。

同時，各管道至地溝疏水手動門全都關閉，疏水母管內的疏水慢慢積攢。開始向暖風器內倒灌，并倒入二次風暖風器汽源母管內，而汽源母管至有壓放水，是經過放置在0米的電動門后，再進入啟動擴容器，其管道細且落差大，疏水也無法及時排出，致使進汽管道振動。

四、采取的解決措施

1.立即打開二次風暖風器進汽母管疏水排地溝手動門和疏水器前排地溝手動門，見有疏水連續排出。關小A側二次風暖風器進汽手動門，開大B側進汽手動門，將有限進汽較大程度導入凍結情況較輕的B側暖風器內，防止B側進一步惡化。DCS顯示B側二次風暖風器出口風溫緩慢上漲，同溫度檢測器測量該暖風器疏水各支管壁溫，也逐漸回升。

2.迅速安排檢修處理二次風暖風器進汽調門。處理結束后，根據B側暖風器出口風溫來調節調門開度，B側二次風暖風器出口風溫及疏水溫度恢復正常，A側二次風暖風器溫度無明顯變化。進一步關小A側二次風暖風器進汽支管手動門，防止進汽量過大，增加疏水量。

3.投入送風機、引風機和一次風機自動。

4.退AB側送風機的“送風機停，聯停同側引風機”邏輯；退主保護“總風量低，MFT”；強制關送風機出口聯絡門。

5.將A側送風機動葉調節接觸自動，手動緩慢關小動葉開度，觀察B側送風機動葉自動開大，維持總風量穩定。此過程中，應注意觀察B側暖風器出口風溫變化，并即時調節二次暖風器進汽調門開度，防止B側暖風器進汽量過少，造成B側暖風器凍結。

6.將A側送風機動葉開度關至0，關閉出口擋板，停運A側送風機。對A側二次風暖風器進行冷風隔離。

7.利用爐膛熱量和空預器吸收煙溫的熱量緩慢倒流入A側送風機風道內，對暖風器進行加熱，融化翅片管束內已凍結的疏水。

8.就地用點溫槍測得A側二次風暖風器上下風道壁溫、暖風器進氣管溫度和暖風器疏水各支管壁溫都有明顯上升。安排人員去A側送風機出口風道，檢查風道是否存在漏水情況。若存在漏水情況，則按暖風器泄露處理。

9.對暖風器進行加熱過程中，要注意觀察A側空預器的出口煙溫。若出口煙溫過高，可就地微開送風機出口聯絡門，對A側二次風管道送入少量冷風，用于控制空預器出口煙溫，防止空預器出口溫度過高。因為該廠配置電袋除塵器的袋式除塵器保護停運條件有一條為：布袋除塵器入口溫度>170℃（無論何時）[3]。

10.A側空預器出口煙溫下降后，可再關閉送風機出口聯絡門，以便熱氣能繼續加熱暖風器，加快暖風器融化速度。

11.同時還可以安排人員使用噴油燈對A側二次風暖風器進氣管和疏水支管進行加熱，進一步加快暖風器融化速度。

12.處理過程中可觀察A側暖風器各排地溝疏水手動門處的疏水流量，疏水流量減少且有蒸汽露出時，可開大A側二次風暖風器進汽支管手動門，關小排地溝疏水手動門。

13.待暖風器疏水支管壁溫上升至90℃左右時，即可恢復A側送風機運行，并投入退出的邏輯保護，調平AB側二次風暖風器進汽支管手動門開度，確保兩側進汽量和疏水溫度相近。

14.關閉各管道至地溝放水手動門，建立封閉系統，依靠蒸汽壓力將疏水排入啟動擴容器內。

五、針對該廠暖風器系統給出建議

1.暖風器投運初期，暖風器進汽量少，不足于將疏水壓至高處的啟動擴容器時，可將疏水器前至地溝疏水手動門打開，將進汽母管至地溝疏水手動門打開，及時將疏水排出，防止暖風器管道凍結和管道振動。

2.在合理位置增加暖風器疏水集箱。由于一二次風暖風器設計參數不同及運行工況經常變化，那么一次風暖風器和二次風暖風器疏水溫度將存在較大差異。而將一二次風暖風器疏水直接匯至一根疏水母管，必將導致疏水母管的經常性振動。可將一次風暖風器疏水與二次風暖風器疏水，各用一個疏水管路，共同引至暖風器疏水集箱混合后，在依靠蒸汽差壓進入凝汽器。

3.暖風器系統管路設計不合理。暖風器熱交換面比疏水母管高3米，疏水至啟動擴容器的入口比疏水母管高6米。若出現進汽量不足的情況，將致使疏水無法排至啟動擴容器內，反而會進入暖風器翅片管束，倒灌入進汽母管。這也是此次暖風器凍結的主要原因。

建議設計安裝時合理布置管道走向，盡量設計成從高往低走的趨勢。若啟動擴容器入口高出疏水母管過多，即可設計地坑，可考慮將啟動擴容器、啟動擴容器集水箱及啟動疏水泵安裝至地坑內，使啟動擴容器高度降低。

參考文獻

[1]濟南海源電力設備有限公司JNNFX 旋轉式暖風器安裝使用說明書

[2]周軍艦.國華滄電一、二期鍋爐不同暖風器疏水系統經濟性比較[J].科技信息，2012（31）：427

[3]浙江菲達環境工程有限公司電袋除塵器使用維護說明書