350MW 機(jī)組引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一改造

2015-04-01 08:16:16王英偉

吉林電力 2015年3期

王英偉

（大唐長(zhǎng)春第三熱電廠，長(zhǎng)春 130103）

引風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠重要的輔機(jī)設(shè)備，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接影響鍋爐燃燒及機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為降低廠用電率，某電廠于2012年取消了2號(hào)爐增壓風(fēng)機(jī)，并增加低溫省煤器，造成煙道阻力增加，引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷及高負(fù)荷區(qū)域均接近失速區(qū)域，出現(xiàn)搶風(fēng)、喘振等現(xiàn)象，威脅機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此于2013年進(jìn)行了風(fēng)機(jī)技術(shù)改造，將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，取得了良好的效果。

1 改造前設(shè)備運(yùn)行狀況

該電廠裝機(jī)容量為350 MW，1、2 號(hào)鍋爐為HG－1165/17.5－HM3 型亞臨界、一次再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、自然循環(huán)汽包鍋爐；汽輪機(jī)為C280/N350－16.67/537/537 亞臨界、中間再熱、單軸、雙缸、雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機(jī)；發(fā)電機(jī)為QFSN－350－2型水氫氫冷卻、靜止硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)、三相隱極式同步發(fā)電機(jī)；制粉系統(tǒng)采用MPS－HP－Ⅱ型中速磨煤機(jī)、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)中速磨煤機(jī)，1臺(tái)備用。煤粉細(xì)度R90＝35%，煤粉均勻性指數(shù)大于等1.0。每臺(tái)鍋爐配備2 臺(tái) 型號(hào)為G158/265 的靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)及型號(hào)為TA19026－8Z的靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。為降低廠用電率，某電廠于2012年取消了2號(hào)爐增壓風(fēng)機(jī)，并增加低溫省煤器。

為降低廠用電率，該電廠于2012年取消了2號(hào)爐增壓風(fēng)機(jī)，并增加低溫省煤器，改造前后引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)見表2。

表1 引風(fēng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)

表2 2號(hào)鍋爐拆除增壓風(fēng)機(jī)及增加低壓省煤器前后引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

系統(tǒng)的阻力曲線隨著負(fù)荷的下降直接進(jìn)入失速區(qū)，負(fù)荷為215 MW 時(shí)，運(yùn)行點(diǎn)已非常接近失速線。負(fù)荷為195 MW 時(shí)，2號(hào)鍋爐A、B 兩側(cè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行在失速線附近，而實(shí)際運(yùn)行在這二個(gè)工況時(shí)，風(fēng)機(jī)已經(jīng)嚴(yán)重失速，并伴有喘振聲音，這說明風(fēng)機(jī)實(shí)際失速區(qū)可能比性能曲線上標(biāo)注的失速區(qū)更大。

風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、效率低下的主要原因?yàn)椋翰鸪鰤猴L(fēng)機(jī)前，機(jī)組負(fù)荷在180 MW 左右時(shí)引風(fēng)機(jī)也會(huì)出現(xiàn)失速，當(dāng)時(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裕量參數(shù)系數(shù)過大，且設(shè)計(jì)院選型按標(biāo)準(zhǔn)選備用系數(shù)都選上限值，設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)相差很大；拆除增壓風(fēng)機(jī)并增加了低壓省煤器后，引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)大范圍的搶風(fēng)、喘震、失速現(xiàn)象，主要是因?yàn)橐L(fēng)機(jī)系統(tǒng)增加了低壓省煤器和脫硫系統(tǒng)的阻力，從性能曲線上看，運(yùn)行點(diǎn)直接向失速線靠；2號(hào)鍋爐A 側(cè)引風(fēng)機(jī)相對(duì)B側(cè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行失速區(qū)相對(duì)加大及效率低下，其主要原因是A 部分葉片變形或出現(xiàn)裂痕，修復(fù)很難保證葉片的形線、出口角度及葉輪的平衡度［1］。

2 增引風(fēng)機(jī)合一改造

2.1 引風(fēng)機(jī)選型

從系統(tǒng)及設(shè)備配置優(yōu)化的角度考慮，將引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，此時(shí)引風(fēng)機(jī)需要的全壓會(huì)較高，超出了常規(guī)配備的靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的允許設(shè)計(jì)全壓。引、增合一引風(fēng)機(jī)選型應(yīng)為單級(jí)或雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，下面對(duì)單級(jí)與雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)性能做對(duì)比分析。

a.效率分析：對(duì)于在運(yùn)行過程中的效率問題，單級(jí)風(fēng)機(jī)由于葉片較短以及葉片數(shù)量較多，流速較大，在葉片頂部的二次流的損失以及葉片上的摩擦損失有所增加，同時(shí)由于雙級(jí)風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器產(chǎn)生的擴(kuò)壓損失只需要計(jì)算一個(gè)擴(kuò)壓損失，因此雙級(jí)風(fēng)機(jī)的效率高于單級(jí)風(fēng)機(jī)，從效率上講雙級(jí)風(fēng)機(jī)具有一定優(yōu)勢(shì)。

b.運(yùn)行可靠性分析：雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)比單級(jí)軸流風(fēng)機(jī)多一個(gè)葉輪，兩級(jí)葉輪通過推桿和推盤串連，推桿安裝在主軸承箱空心軸內(nèi)，并可在安裝和檢修時(shí)適當(dāng)調(diào)整，因前后兩級(jí)葉輪串連而成，所以風(fēng)機(jī)前后兩級(jí)葉輪調(diào)節(jié)的同步性和可靠性較高。

c.直徑分析：軸流風(fēng)機(jī)按照等環(huán)量理論設(shè)計(jì)，軸流風(fēng)機(jī)當(dāng)輪轂比增加時(shí)壓力系數(shù)增加、流量系數(shù)降低，其中壓力系數(shù)增加較快，流量系數(shù)略微下降，因此相同參數(shù)下，單級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑較大，雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑相對(duì)較小。

d.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分析：由于雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑較小，同時(shí)風(fēng)機(jī)質(zhì)量也較輕，因此轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小。若選用雙級(jí)風(fēng)機(jī)則電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較短，啟動(dòng)電流較小，這樣可以延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并，并不改變引風(fēng)機(jī)入口的流量參數(shù)，只是壓力為引、增風(fēng)機(jī)壓力之和。

通過以上分析，2號(hào)鍋爐引、增合一引風(fēng)機(jī)選型為雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。

2.2 引風(fēng)機(jī)參數(shù)確定

350 MW 負(fù)荷（蒸發(fā)量1 041t/h）的引風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)風(fēng)量為302.03m3/s?？紤]到煤質(zhì)等因素，在350 MW 工況實(shí)測(cè)風(fēng)量基礎(chǔ)上取10%的風(fēng)量裕量，即引風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)保證風(fēng)量（TB工況）為332m3/s，350 MW 負(fù)荷（蒸發(fā)量1 041t/h）的引風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)壓力3 790.36Pa換算到BMCR 工況下（蒸發(fā)量為1 165 t/h）壓力為4 378.76Pa。將增壓風(fēng)機(jī)在350 MW負(fù)荷下的壓力1 320Pa換算到BMCR 工況下（蒸發(fā)量為1 165t/h）為1 527.01Pa。本次各工況下的試驗(yàn)是在鍋爐正常運(yùn)行和維護(hù)條件下進(jìn)行的，試驗(yàn)數(shù)據(jù)反映的是風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況?？紤]到煤質(zhì)與系統(tǒng)運(yùn)行工況會(huì)變化，鍋爐加裝復(fù)合相變換熱器，通過綜合分析，在BMCR 工況下的總風(fēng)壓基礎(chǔ)上選取20%的壓力裕量，所以鍋爐加裝復(fù)合相變換熱器，引風(fēng)機(jī)總壓力取整數(shù)7 747Pa。引風(fēng)機(jī)各種工況的參數(shù)見表3。

3 結(jié)束語

通過增引風(fēng)機(jī)合一技術(shù)改造，解決了因風(fēng)煙系統(tǒng)阻力增大造成風(fēng)機(jī)經(jīng)常處于失速區(qū)域的問題，并避免了引風(fēng)機(jī)因擋板調(diào)節(jié)出現(xiàn)的節(jié)流損失，使引風(fēng)機(jī)始終處于高效運(yùn)行區(qū)域，有效降低了引風(fēng)機(jī)的電耗，提高了運(yùn)行效率，并避免了原靜葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的卡澀問題，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。引風(fēng)機(jī)耗電量比改造前引、增風(fēng)機(jī)合計(jì)耗電量平均每小時(shí)減少約1 000kW·h，按每臺(tái)機(jī)組年在線運(yùn)行約5 500h計(jì)算，年節(jié)電約折合人民幣200萬元。