1000MW機組汽動引風機轉速振蕩的控制策略分析

關鍵詞：超超臨界；汽動引風機；轉速振蕩；原因分析；案例分析；控制策略中圖分類號：TK268 文獻標志碼：A文章編號：1671-0797（2025）13-0017-04DOl：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.13.005

0 引言

某電廠 1 000MW 機組風煙系統采用兩臺汽動引風機運行、一臺電動引風機備用的運行方式，三臺引風機均為靜葉可調軸流式風機。為避免高溫煙氣和火焰從爐膛不嚴密處外噴，危及人身安全，導致爐墻過熱變形損壞[]，日常運行中爐膛負壓設置為-150Pa ，采用靜葉自動跟隨、汽動引風機汽輪機（以下簡稱“汽引小機”轉速手動調整的方式。

汽引小機為單缸、單流、反動式、背壓式汽輪機，運行方式為變參數、變功率、變轉速。汽引小機調速范圍為 3800～5951r/min ，通過減速箱、聯軸器等與引風機相連。額定進汽壓力為 5.18MPa ，排汽壓力為1.5MPa 。汽源為一再出口和冷再，用戶有供熱、除氧器、輔汽聯箱，如圖1所示。

1 原因分析

汽動引風機轉速振蕩會導致風煙系統運行不穩定，影響爐膛負壓或風量控制，嚴重時可能引發風機失速、振動大跳閘[2-3]等后果。汽動引風機轉速振蕩一般有以下原因：

1.1 汽輪機驅動系統問題

1）蒸汽參數波動。汽引小機進汽壓力不足、流量晃動、溫度不穩定（如減溫水控制異常或鍋爐負荷突變），影響汽輪機出力。

2）調速系統故障。汽引小機進汽調門卡澀、磨損或執行機構響應滯后；液壓調節系統油壓波動、油質劣化；轉速反饋信號異常，如測速探頭松動、信號干擾等。

3）汽輪機內部問題。長期運行導致通流部分結垢、汽引小機葉片損壞或汽封泄漏，影響汽引小機效率，或使其出力不穩。

1.2 控制系統問題

1）PID參數整定不當。轉速控制回路比例、積分、微分參數不匹配，導致汽動引風機轉速超調或振蕩。

2）信號干擾或漂移。轉速傳感器信號受電磁干擾或接線松動。

1.3 煙氣場擾動

1）鍋爐負壓波動。鍋爐燃燒不穩、燃料量波動、燃燒器擺角調整、二次風配風方案調整等均會導致爐膛壓力大幅變化，造成引風機負載突變[4-5]。

2）風道阻力異常。引風機煙道積灰、擋板開度突變或脫硫/除塵系統阻力變化。

3）引風機搶風等引發喘振、失速等。

1.4 機械原因

1）轉子不平衡。產生的原因包括煙氣含大顆粒導致引風機葉片磨損甚至局部變形；葉片積灰、結垢；低溫省煤器出口煙氣溫度低，硫化物結露腐蝕葉片[，如圖2所示。這些因素導致轉子質量分布不均，引發振動和轉速波動。

2）軸承磨損或潤滑不良。軸承間隙過大或潤滑油油質差導致軸承潤滑不足，造成轉動阻力不均。

3）聯軸器對中不良。AGC指令下機組負荷快速加減，導致汽輪機與引風機振動變化較大，進而造成汽輪機與引風機聯軸器對中偏差大，產生周期性扭矩波動。

4）靜葉調節機構卡澀。引風機靜葉調節機構被異物卡澀或執行機構自身故障引起靜葉行程不暢，導致引風機轉速振蕩。

2 處理措施

2.1 穩定汽輪機系統參數

1）穩定蒸汽參數。鍋爐側工況穩定，確保汽動引風機進汽壓力、流量、溫度穩定。

2）檢修調速系統。運行期間可根據參數和現場數據對比，分析調速閥、執行機構等有無異常，及時清除卡澀物或更換磨損部件。檢測液壓油清潔度，更換濾網或油品。校驗轉速探頭：檢查測速探頭安裝間隙，測試信號輸出穩定性，必要時更換探頭。

2.2 優化控制系統

1重新整定PID參數。在低負荷下逐步調整PID參數，減少積分時間或增大比例帶以抑制振蕩。

2）邏輯優化。增加轉速設定值變化速率限制，或引入前饋控制補償負載擾動。

2.3 減少外部擾動

1）穩定鍋爐運行。機組AGC指令變化大時，及時減小負荷速率、調整燃燒配風，減少爐膛壓力波動；檢查煙道擋板動作是否同步。

2）清理煙道系統。定期吹掃煙道積灰，檢查脫硫系統除霧器是否堵塞。

3減負荷時及時調整汽引小機轉速，調平風機出力，避免搶風問題。

2.4機械部分檢查與處理

1檢查轉子平衡。待停機后清理葉輪積灰或結垢，必要時進行動平衡校正。運行中控制進口溫度，避免溫度過低導致葉片腐蝕。

2）軸承維護。檢查軸承間隙、潤滑油脂狀態，更換損壞軸承。加強對油系統的檢查，確保油壓、油溫、油質合格。

3）聯軸器對中校準。

4檢查調節機構。清理靜葉調節機構的卡澀物，備用引風機定期做靜葉全行程試驗，檢查執行連桿是否靈活。

3 典型案例

3.1 案例介紹

某電廠1000MW機組風煙系統B汽動引風機和C電動引風機運行（以下簡稱“一電一汽\"，如圖3所示。C電動引風機額定參數運行，轉速約為 750r/min B汽動引風機靜葉投自動，轉速置手動。為避免C電動引風機搶風，B汽引小機轉速不低于 4800r/min 對應引風機轉速約為 685r/min 。

接 40% 深度調峰指令，壓主機中壓調門開度至42% 。汽引小機進汽調門開度為 82% ，進汽壓力為2.08MPa 。調整汽引小機排汽壓力由 1.18MPa 降低至1.08MPa ，維持B汽動引風機進出口壓差。監盤發現爐膛負壓振蕩，B汽動引風機轉速在4 ?721～4891r/min 區間振蕩，如圖4所示。

3將B汽引小機轉速PID比例環節由 9% 降低至于汽動引風機。

3.2 原因分析及處理

汽引小機控制方式切至手動模式，轉速振蕩仍未消除，振蕩區間為4 4646～4895r/min. 。中壓調門開度由 42% 降低至 40% 后，進汽壓力增至 2.25MPa ，振蕩逐漸消失，機組各參數趨向穩定。

具體過程如下：

1）負荷減至440MW左右，汽引小機進汽壓力低至 2.08MPa ，如圖4所示。進汽調門開度大于 80% 后，降低排汽壓力，供熱負荷向其他機組轉移，減小汽引小機調門開度，導致汽引小機運行工況不穩，轉速發生振蕩。

②轉速振蕩后，靜葉和爐膛負壓跟隨振蕩波動。汽引小機控制模式切至手動模式后，調門指令、反饋均未異常波動，但轉速仍繼續振蕩，原因判斷為爐壓及靜葉波動反饋。

3）振蕩無明顯好轉，停止降低汽引排汽壓力操作，換為將主機中壓調門開度從 42% 壓至 40% ，汽引進汽壓力由 2.08MPa 上升至 2.25MPa 后，轉速振蕩現象消失，如圖4所示。

3.3 小結

1）轉速振蕩無法收斂時，在小機調門下降段，將汽引小機切至手動模式，待轉速穩定后再手動緩慢開調門或重新投入自動與遙控。

2）“一電一汽\"情況下，電動引風機為額定轉速750r/min ，汽動引風機轉速約為 685r/min ，B汽動引風機出力偏低，汽引小機調閥的調節性能偏弱，易進入不穩定區間。因此，可將電動引風機靜葉偏置略小7% ，減慢調節速度，防止進入振蕩區間。

4結束語

針對汽動引風機在運行過程中轉速振蕩的問題，總結控制策略為穩定汽輪機系統參數、優化控制系統、減少外部擾動、機械部分檢查與處理等四個方面。以上控制策略的分析總結對抑制汽動引風機轉速振蕩具有重要的實踐意義。

[參考文獻]

[1]宋銅銅，胡偉，宋亞軍，等.火電機組深度調峰下動葉可調軸流式引風機振動故障分析及處理[J].發電設備，2025，39（2）：126-131.

[2]董樂平，時亮，楊佳賢，等.引風機汽輪機不穩定振動原因分析及改造方案研究[J].節能，2025，44（2）：138-140.

[3]楊茂林，孫利娟，岳毅，等.基于煙風系統的火電機組節能運行特性研究［J].能源與節能，2023（11）：103-107.

[4]曲慶，丁建偉，徐偉，等.深度調峰模式下動葉可調軸流式風機變頻改造及節能效果[J].現代工業經濟和信息化，2025，15（2）：226-228.

[5]王凱，徐世江，安波.火力發電廠雙引風機出力自平衡控制設計優化[J].自動化應用，2025，66（3）：16-18.

[6]陳鵬杰，馬樂樂，孔小兵，等.基于1DCNN-GRU模型和貝葉斯檢驗的引風機故障預警[J].控制工程，2025，32（1）：29-38.