600MW 機組引風機改造后可靠性及經濟性分析

劉武

（浙江大唐國際烏沙山發電有限責任公司， 浙江 象山 315722）

600MW 機組引風機改造后可靠性及經濟性分析

劉武

（浙江大唐國際烏沙山發電有限責任公司， 浙江 象山 315722）

為降低大氣污染物的排放，火力發電廠要進行煙氣脫硝、除灰改造，這將引起鍋爐尾部煙道系統阻力增加，原有引風機出力將無法滿足要求。以烏沙山發電廠3號機組為例介紹了引風機改造方案，對改造后引風機的可靠性和經濟性進行了分析。

600MW 機組； 引風機； 可靠性； 經濟性

1 引風機存在的主要問題

浙江大唐烏沙山發電廠一期工程為 4×600 MW超臨界燃煤發電機組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產的超臨界參數變壓直流爐，型式為單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣煤粉爐，燃燒方式為前后墻對沖燃燒。一次風機、送風機為上海鼓風機廠生產的動葉可調軸流風機，改造前引風機為成都電力機械廠生產的 AN35e6型靜葉可調軸流風機。

在未安裝脫硝系統之前對引風機及其系統開展性能試驗，并將數據按照夏季鍋爐最大出力工況（BMCR）校核： 原引風機全壓 3 591 Pa； 原脫硫增壓風機全壓 2 362 Pa；增加脫硝系統，系統阻力增加 1 200 Pa； 增加布袋除塵器， 系統阻力增加 1 000 Pa。 考慮 15%的壓力裕量后，風機最大出力保證工況點（TB）下，壓力 P=8 153×1.15= 9 376 Pa； 按推 測 的 風 量 Q=442 t/h， 考 慮 8%的風量裕量后， BMCR 夏季工況 TB 總風量 Q=442× 1.08=477.4 t/h， 比壓能=10 900 N·m/kg。

目前引風機出力不能滿足脫硝、脫硫及布袋除塵系統的出力要求，即最大阻力條件下運行需求，因此需對引風機進行改造，同時還需考慮后期運行中系統堵塞使阻力增大情況以及運行的可靠性和經濟性。

2 引風機改造方案

依據目前的測試結果，在考慮夏季工況、煤質變化等情況后對引風機改造進行選型，有如下3種備選改造方案：

（1）方案一： 采用高轉速靜調風機， 轉速 990 r/min，引風機、增壓風機合二為一。由于轉速的提高，其運行可靠性、耐磨性能較原低轉速引風機大幅度降低，軸承溫度易升高，噪音大幅度增加。由于其為靜葉可調，經濟性在低負荷時與動葉可調風機有明顯差距。

（2）方案二： 采用低轉速雙級動葉可調風機，型 號 HU26650-22， 轉 速 745 r/min， 引 風 機 、 增壓風機合二為一。風機動葉可調，葉輪線速度為131 m/s， 使用壽命不低于高轉速的靜葉可調風機，改造時，進出口管道、進氣膨脹節及進氣箱、電機基礎都不變，僅需將轉動組的基礎與擴壓器基礎敲掉部分水泥，再重新澆注基礎，使之相連。在短期內若不將電除塵改為布袋除塵，可選用低高壓葉型；改為布袋除塵后，只需要更換葉片為高高壓葉型，使風機的出力更適合改造前后系統需要，提高風機的運行效率。

（3）方案三： 靜葉可調風機+增壓風機， 即保留增壓風機，僅對引風機改造以滿足脫硝和電除塵改造需要， 引風機型號 YA16648-2F， 轉速 745 r/min。 雖能滿足脫銷改造后運行工況， 但今后系統逐步改造后需對引風機進行二次改造，故不予考慮。

經綜合評定，最終采取方案二，即選擇低轉速雙級動葉可調風機。

3 可靠性分析

如果引風機不同負荷工況下的工作點距離理論失速線較遠，則失速裕度較大，風機工作在安全區域；反之，如果距離理論失速線較近，則失速裕度較小。鍋爐燃燒過程中爐膛壓力和煙氣量的波動，會使引風機工作點發生變化，穩定狀態很容易遭到破壞，風機工作點可能靠近理論失速線，進入不穩定區運行，發生失速喘振現象，容易造成風機轉子有關部件的疲勞與損壞，危及自身和機組安全。

根據文獻[1]可知， 失速裕度可用失速安全系數k來表示，k由設計工況點和該開度下的失速工況點的風量、 風壓按公式（1）求出。

式中：p為設計工況點的風壓；q為設計工況點的風量； pk為失速工況點的風壓； qk為失速工況點的風量。

HU26650-22 型引風機在只投入脫硫系統時的運行特性曲線見圖1。 圖中數字 1—5（1′—5′）表示風機運行的5個工作點，虛線為理論失速線，根據圖1 計算其失速安全系數。 依據文獻[1]要求，軸流式風機應有足夠的失速裕度，在選型設計時，宜選取 k 大于 1.3。具體運行參數見表1。

圖1 脫硫工況下引風機性能曲線

表1 脫硫工況下引風機的運行特性參數

由圖1可知，只投運脫硫系統時各工作點測試數據表明，引風機從機組滿負荷至最小負荷的全部運行條件下，工作點均落在失速線的下方且遠離理論失速線（失速裕度見表1），在選取的 5 個不同負荷工況下工作點其失速裕度k勻符合文獻[1]之失速裕度系數 k 大于 1.3 的選型要求，風機工作于安全區域。

考慮以后相繼投入脫硝和布袋除塵系統，結合引風機的理論性能曲線分析其工作情況見圖1、 圖2， 其失速裕度見表2、 表3。 由圖表可知雖然引風機的運行工作點在特性曲線中向上移動，略有靠近理論失速線，但各個工作點失速裕度 k 勻符合文獻[1]中選型要求， 風機仍然處于安全工作區域，仍保證有足夠裕量，并且能在較大的工況區域內保持高效率運行。

此型號引風機動平衡的品質等級為 G2.5， 允許質量偏心距為 32 μm， 葉片的磨損對動平衡及振動影響較小，一般不會出現失速，且轉速低，故運行可靠性大有提高。

圖2 脫硫+脫硝+布袋除塵工況下引風機性能曲線

表2 脫硫+脫硝（一層）工況下引風機的運行特性參數

表3 脫硫+脫硝+布袋除塵工況下引風機的運行特性參數

4 經濟性分析

此次引風機改造，取消了原增壓風機，提高引風機容量，結合未改造前相似運行工況進行電量對比，結果見表4。

從對比結果看，此次改造節電效果明顯，特別是在 450 MW 負荷下， 節電量比較大。 綜合考慮， 根據機組年均負荷率 75%計算， 取平均負荷為450 MW， 按機組年運行 7 200 h， 電價為 0.437元/kWh 計算， 則機組年節約費用為 410 萬元。

表4 引風機改造前后電耗對比

5 結語

在引風機選型或改造中，應結合引風機的性能曲線，核算并判斷引風機的工作點安全可靠性，除了按有關規程規留出裕度外，還應根據鍋爐煙氣系統的實際運行情況，考慮 BMCR 工況、機組經濟負荷工況（ECR）、 TB 工況、 低負荷工況和中間幾個不同工況點。確保設備出力滿足要求且裕量適當，以保證風機運行的經濟性，并防止風機發生失速情況。

半年的運行實踐證明，引風機經過改造后能滿足機組安全、可靠、高效運行，并取得了良好的經濟效益。

[1]DL/T 468-2004 電 站 鍋 爐 風 機 選 型 和 使 用 導 則[S].北 京∶中國電力出版社，2004.

[2]郭立君，何川.泵與風機[M].北京∶中國電力出版社，2004.

（本文編輯：陸 瑩）

Analysis on Reliability and Econom ical Efficiency of the Transformed Induced Draft Fan of 600 MW Units

LIUWu

（Zhejiang Datang InternationalWushashan Power Generation Co.， Ltd， Xiangshan Zhejiang 315722， China）

In order to reduce emission of air pollutants， flue gas denitration and deashing transformation are required in thermal power plant， which can increase resistance of flue-gas duct system at the boiler tail and the output power of the former induced draft fan can no longer meet the demand.By taking unit No.3 in Wushashan Power Plant as an example， the paper introduces the plan of induced draft fan transformation and analyzes its reliability and economical efficiency after transformation.

600 MW units； induced draft fan； reliability； economical efficiency

TK223.26

： B

： 1007-1881（2012）11-0045-03

2012-03-08

劉 武（1985-）， 男， 湖南益陽人， 助理工程師，從事發電廠鍋爐技術和管理工作。