汽輪機驅動引風機在1 036 MW機組中的應用

孫偉鵬，江 永

(華能海門電廠，廣東 汕頭 515132)

汽輪機驅動引風機在1 036 MW機組中的應用

孫偉鵬，江 永

(華能海門電廠，廣東 汕頭 515132)

介紹了華能海門電廠的國內首次采用汽輪機驅動引風機的設備概況，并與電動驅動引風機的運行方式做了經濟性、安全性及調節性的對比分析，機組運行實踐證明：汽輪機驅動引風機的方式節能效果顯著，并具有較好的安全性，對其他發電廠有借鑒意義。

引風機;汽輪機驅動;超超臨界;節能

0 引言

華能海門電廠一期工程3，4號機組，鍋爐是復合變壓運行1 036 MW超超臨界本生直流鍋爐，型號DG3 000/26.15—Ⅱ1。汽輪機是N1000—25/600/600型、超超臨界、單軸、四缸、四排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機。

1 汽輪機驅動相對電動機驅動的主要優點

大型火電機組中占廠用電率比重最大的輔機是引風機［1］和給水泵，給水泵采用汽輪機驅動后，引風機成為耗電量最大的輔機。如果定速引風機也能采用汽輪機驅動方式的優點:(1)可以大幅降低廠用電率 (降低約1.556%)，提高電廠運行的經濟性。(2)可以方便地實現轉速調節，使引風機在不同負荷下保持高效率，提高了引風機的整體效率。(3)可以避免大電機啟動時電流對廠用電系統的影響。

2 汽輪機驅動引風機的系統配置

2.1 采用汽輪機驅動需要增設的相關配置

引風機采用小汽輪機驅動，引風機和小汽輪機之間通過機械變速聯軸器連接，變比7.3∶1。在系統上需要設置開式循環冷卻水、凝汽器抽真空系統、小汽輪機進汽系統、凝結水回收系統、小汽輪機軸封系統、小汽輪機潤滑油系統。相對應的設備有小汽輪機、凝汽器、凝結水泵、真空泵、汽封冷卻器、潤滑油供油裝置等。系統簡圖見圖1。

圖1 汽輪機驅動引風機配套系統簡圖Fig．1 Auxiliary systems diagram of turbine-driven fan

2.2 汽輪機的進汽汽源選擇

小汽輪機的進汽汽源可以從再熱器前或再熱器后得到。由于再熱器前蒸汽過熱度偏低，汽輪機通流部分過早進入濕蒸汽區，水沖擊較大，大部分動靜葉均需更換為經抗水蝕處理的動靜葉，成本大大增加［2］。若不進行水蝕處理，汽輪機壽命將大大縮短。因此進汽不取用再熱器前蒸汽。對于汽源由再熱器之后得到，可以取自汽輪機中壓缸和低壓缸之間。綜合考慮，小汽輪機正常進汽汽源取自四段抽汽。啟動蒸汽汽源采用1、2號機組的輔助蒸汽。

2.3 冷卻水源

凝汽器冷卻水由主廠房循環水系統循環水泵提供冷卻水源，經專業核算，目前設置的循環水泵可以滿足增設小汽輪機后循環冷卻水流量和壓頭的需求，占總循環水總量的5%左右，對循環水系統影響較小。凝汽器冷卻水進水取自主廠房A排外循環水泵出口母管，走地下埋管到爐后引風機側。凝汽器冷卻水回水管接入虹吸井。

2.4 凝結水回收系統

兩臺引風機機組分別設置兩臺臥式定速凝結水泵，一運一備。引風機組凝結水管道通過凝結水泵升壓后接入主機凝汽器回收。

2.5 軸封系統

軸封供汽取與小機進汽相同汽源，通過調節閥和減溫器后作為汽輪機軸封供汽。小機軸封漏汽通過專門設置的軸封冷卻器冷凝。

2.6 真空系統

兩臺引風機汽輪機真空系統配置三臺水環式真空泵，兩臺運行且互為備用，另一臺備用。

3 不同驅動方式下的經濟性分析

3.1 不同驅動方式初投資對比分析

3.1.1 引風機采用靜葉可調引風機，兩臺電動機引風機與增壓風機合并后，每臺爐兩臺風機總價300萬 (不含電機，且無論何種驅動形式，風機價格均不變)。電機總價370萬。

3.1.2 采用汽輪機驅動引風機，根據杭州汽輪機股份有限公司報價，約900萬元/臺套。供貨范圍包括:汽輪機本體、油站、齒輪箱、凝汽器以及控制系統。

3.1.3 汽輪機驅動配套系統需要增設管道、閥門、真空系統共需約311.1萬元。

3.1.4 電氣投資變化，采用汽動引風機，每臺機組電氣方面配套成本約降192萬元，見表1。

表1 電氣投資比較表Tab．1 Comparison of electrical investments

3.1.5 熱工控制投資變化。除去隨汽輪機、凝汽器等主設備配套供應的儀控設備費用，采用汽動驅動引風機配套系統增加的儀表、儀表閥門、各種類型電纜、電纜橋架、電纜保護管以及DCS IO點等費用約合100.7萬元。采用電動驅動引風機的相應控制費用約為10.4萬元。故因采用汽輪機驅動引風機控制方面需要增加的費用約為90.3萬元。

3.1.6 土建及安裝費用變化。采用汽動驅動引風機土建方面需要增加混凝土坑、底板、鋼梁、彈簧隔振、樁基 (10根)以及小汽機配套系統的建筑車間，總投資共計189.4萬元。綜合計算，采用汽輪機驅動初投資需要增加約1 828.8萬元(電動蝶閥按鎳鉻合金材質計算)。

3.2 不同驅動方式的運行經濟性對比分析

根據華能海門電廠機組的實際運行情況，不同驅動方式的經濟性指標見表2。

表2 不同驅動方式的經濟性指標對比Tab．2 The economic indicators comparison of different forms of driven

標準煤價格按900元∕t，可計算出汽動驅動比電動驅動方式每年大概可節約664.191 036(萬元)。那么共需要2.753 42(年)便可回收汽動驅動方式與電動驅動方式的初投資差價。

4 不同驅動方式下的調節性能對比分析

采用凝汽式小汽輪機驅動引風機，要求小汽輪機相關的輔助系統齊全又復雜，故障率比較高［3］。但從實踐看來，小汽輪機驅動方式的穩定性也相當高。華能海門電廠3號機組某天小汽輪機驅動的引風機啟動、兩臺引風機并列、送風機啟動及爐膛壓力的調節曲線如圖2所示。圖3是電動機驅動引風機調節爐膛負壓的調節性能曲線。從圖中可以看出，兩臺引風機并列運行時，爐膛壓力波動較大，而汽輪機驅動則比較平穩。從該機組實際運行的情況來看，采用汽輪機驅動引風機方式運行是非常靈活的，而且調節快速、穩定，能滿足爐膛壓力快速變化的要求。

5 結論

(1)小汽輪機啟停經驗豐富，對廠用電沒有任何沖擊，調速性能和引風機靜葉調節之間的協調控制，使得對爐膛負壓的調節手段增加、調節性能優秀、反應快速，這些方面都提高了鍋爐的運行調節靈活性。

(2)用小汽輪機驅動代替引風機和脫硫增壓風機的兩大電動機，能大幅降低廠用電率，同時引風機在不同負荷下，靜葉都能保持最優開度，使風機處于高效率區域運行，經濟效益較高。

［1］劉家鈺，王寶華，岳佳全，等．1 000 MW機組引風機與脫硫增壓風機合并改造研究［J］．熱力發電，2010，39(8):45－50．

Liu Jiayu，Wang Baohua，Yue Jiaquan，et al．Study on retrofiting induced draft fan and fgd booster fan together for 1 000 MW unit［J］．Thermal Power Generation Publishing Department，2010，39(8):45 －50．

［2］沈士一，莊賀慶，康松，等．汽輪機原理［M］．北京:水利電力出版社，1992．

［3］馬曉瓏，劉超．超超臨界1 000 MW機組采用汽輪機驅動引風機的可行性 ［J］．熱力發電，2010，39(8):57－60．

Ma Xiaolong，Liu Chao．The feasibility of driving induced draft fan using steam turbine for 1 000 MW ultrasupercritical unit．［J］．Thermal Power Generation Publishing Department，2010，39(8):57 －60．

Successful Application of the Induced Draft Fan with Steam Turbine in 1 036 MW Unit

Sun Weipeng，Jiang Yong

(Huaneng Haimen Power Plant，Shantou 515132，China)

Introduced the equipment of the induced draft fan with steam turbine of Huaneng Haimen power plant the first time，and the economic，safety and Regulatorybeing compared and analysed with that the motor-driven mode．Practice proved that the induced draft fan with steam turbine having remarkable energy-saving benefit．and the security is also better，it is a good reference for other power plants．

induced draft fan;turbine driven;ultra-supercritical;energy conservation

TK223

B

2010－11－15。

孫偉鵬 (1969－)，男，工程師，從事大型火電機組運行管理及其優化工作，E-mail:sthnhm11@126．com。