500 t/h鍋爐送風機增容改造研究

呂 太，郭振威，陳 躍

(東北電力大學能源與動力工程學院，吉林吉林 132012)

500 t/h鍋爐送風機增容改造研究

呂 太，郭振威，陳 躍

(東北電力大學能源與動力工程學院，吉林吉林 132012)

針對吉林某熱電廠11號鍋爐運行中存在的燃燒氧量供應不足、無法達到額定負荷的問題，通過熱態試驗分析了該爐送風機的實際運行工況，提出了送風機的改造方案并實施。改造后熱態試驗及運行結果表明，改造后增加了送風機出力，使鍋爐達到了設計負荷，提高了鍋爐效率，保證了鍋爐安全、經濟運行。

電廠鍋爐;送風機;增容改造

0 引言

吉林某熱電廠11號鍋爐型號為Е－500－13.8－560КГ，配備2臺型號為 G4－73－12№20D 型離心式送風機。送風機自2007年12月投運以來，流量和壓力偏低，煤質變差時送風機出力不足，增大了鍋爐的氣體和固體未完全燃燒熱損失。因此，為了提高鍋爐效率，使機組穩定運行，本文對原送風機進行了增容改造，增加葉輪直徑，加長風機葉片，改造后送風機出力明顯提高，滿足鍋爐燃燒所需的正常風量，從根本上解決了送風機出力不足的問題。

1 送風機改造前熱態試驗

吉林某熱電廠11號鍋爐離心式送風機電動機額定轉速為990 r/min，風機與電機采用液力耦合器連接，相關主要設備技術參數如表1所示。

該機組鍋爐設計負荷為500 t/h，最大試驗負荷為430 t/h。在機組運行時，運行人員發現很難達到滿負荷，繼續增加負荷，煙囪冒黑煙，此時送風機勺管開度已達到85%左右。根據運行經驗，認為造成這種現象的原因為送風機出力不足、空氣預熱器漏風嚴重等，使燃料不能完全燃燒。為核實該判斷是否正確，提出對該爐送風機進行熱態性能試驗［1－2］。熱態試驗結果如表2所示。

表1 改造前送風機及電機參數

表2 11號鍋爐送風機改造前熱態試驗參數

由表2試驗數據表明，試驗期間鍋爐能達到的最大負荷為430 t/h，此時甲、乙側送風機入口擋板開度均為100%，送風機轉速達到最大轉速990 r/min。實測甲側送風機風量為243 279 m3/h，全壓為4 510 Pa，全壓效率為81.71%;乙側送風機風量為260 928 m3/h，全壓為 4 652 Pa，全壓效率為82.12%。送風機設計風量為283 000 m3/h，設計全壓為4 920 Pa，說明送風機已達到設計出力，仍無法滿足鍋爐滿負荷的要求。

經測量，甲側高溫空預器入口氧量為3.7%，低溫空預器出口氧量為4.2%，計算甲側空預器漏風系數為5.8%;乙側高溫空預器的氧量為3.8%，低溫空預器氧量為4.4%，計算乙側空預器漏風系數為6.3%，兩側空預器漏風系數均小于20%，均在正常設計范圍內，說明11號鍋爐未達到滿負荷與空預器漏風無關。

2 改造方案及實施過程

2.1 改造方案

根據送風機熱態試驗數據分析，11號鍋爐現有的2臺送風機出力均接近設計值，但無法滿足鍋爐額定負荷500 t/h的要求，而且送風機流量與壓頭幾乎沒有裕量;甲、乙側空氣預熱器漏風系數均在正常設計范圍內。考慮到更換送風機費用較大、工期較長、可行性較差，并結合該熱電廠的實際情況及參考其它電廠的調研結果，認為應在原有風機上增大葉輪直徑和葉片長度，可改變當前運行狀況。

為使送風機改造準確可靠，現根據熱態實測最大負荷430 t/h時送風機風量推算滿負荷時所需空氣量。甲側送風機流量為243 279 m3/h，乙側送風機流量為260 928 m3/h。送風機系統的總風量為504 207 m3/h，據此推算出當負荷500 t/h時送風量為586 288 m3/h，則每臺送風機風量為293 144 m3/h。

按照鍋爐最大實際負荷430 t/h的測量結果，送風系統總風量為504 207 m3/h，甲、乙送風機全壓分別為 4 510 Pa、4 652 Pa，爐膛負壓為 －110 Pa，說明送風機壓頭稍低。當機組滿負荷運行時，送風系統總風量為586 288 m3/h，此時為克服風道阻力，送風機全壓至少需要5 000 Pa。

2.2 改造過程

加長葉輪葉片后，風機和標準葉輪的風機參數之間的關系［4］為

式中:Q、P、N分別為標準葉輪外徑D時風機的風量、全壓和軸功率;Q0、P0、N0分別為加長葉輪外徑D0時風機的風量、全壓和軸功率。

擬定將現有送風機的葉輪增加到2.08 m，即將原G4－73－12№20D型送風機改造為G4－73－13№20.8D型送風機。一般來說，風機葉輪葉片每加長10%，效率將降低1%，風機的葉輪葉片加長后，應考慮氣流的流線形狀發生變化對風機效率的影響，因此對送風機機殼、集流器及聯通風道應進行相應的局部調整。

由熱態試驗數據可知，甲、乙側送風機實際功率分別為412 kW、408 kW，考慮風機改造前后葉輪葉片變化對風機功率的影響，公式(3)計算的改造后風機功率為465 kW，離心式風機的電動機容量安全系數取1.2，則需要558 kW電機功率，仍小于現有電機功率560 kW，說明現有電機能滿足送風機增容改造后配風要求，不需增加電機容量。

2011年6月17日，該熱電廠11號爐停爐檢修，將2臺送風機葉輪拆下進行增加葉輪直徑、加長葉片改造，加長葉輪葉片后進行焊點打磨，調節葉輪平衡，同時對入口集流器做適當改動;對2臺送風機出口聯通管道加裝隔離擋板，使2臺送風機分別供風。改造后送風機及電機參數如表3所示。

表3 改造后送風機及電機參數

3 送風機改造后熱態試驗及改造效果

2011年6月24日葉輪葉片、入口集流器改造完成，在2臺送風機出口聯通管道處加裝隔離擋板。為了考核改造后送風機的最大出力及鍋爐帶負荷情況，于2011年6月29日進行送風機系統改造后熱態試驗［1－2］，熱態試驗數據如表4所示。

由送風機改造后熱態試驗數據表4可以看出，對11號鍋爐送風系統進行上述改造后，風機流量及風壓比改造前有所增加，而且留有部分裕量;鍋爐負荷明顯增大，熱態試驗期間機組發電負荷為124 MW，鍋爐蒸發量為495 t/h，完全能夠滿足機組125 MW的滿負荷運行要求;2臺送風機出口聯通管道處加裝了隔離擋板，預防了送風機出口聯通風道由于風量風速不均勻引起的搶風現象。

4 結論

該送風機改造后熱態試驗結果表明，此次送風機增容改造提高了鍋爐蒸發量、空預器出口煙氣氧量，增加了鍋爐的燃料適應性，滿足鍋爐帶額定負荷的要求;爐膛負壓比改造前有所降低，爐膛負壓降低可以減少鍋爐的漏風量，提高了鍋爐效率。

表4 11號鍋爐送風機改造后熱態試驗參數

［1］中華人民共和國電力行業協會.DL/T 469－2004，電站鍋爐風機現場性能試驗［S］.北京:中國電力出版社，2004.

［2］廖宏楷，王力.電站鍋爐試驗［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［3］陳由旺，王皆騰，陳軍，等.改造引風機葉輪 提高引風機出力［J］.承德石油高等專科學校學報，1999，1(2).

［4］宋世忠，張克亮，李生才.DG670t/h鍋爐引風機改造［J］.華北電力技術，1995(3).

［5］李前宇，趙凱，梅東升，等.300MW CFB鍋爐一次風機選型原則探討［J］.熱力發電，2010，39(20).

［6］高寶桐，高振華，呂長海.600MW火電機組鍋爐引風機變頻器改造效果分析［J］.華北電力技術，2009(8).

Capacity－increasing transformation of 500 t/h boiler blower

LV Tai，GUO Zhenwei，CHEN Yue
(School of Energy and Power Engineering of Northeast Dianli University，Jilin 132012，China)

Aiming at the problems in the running of No.11 Boiler in a power plant in Jilin，including insufficient supply of oxygen for combustion and incapability of reaching rated load，this paper analyzes the practical running condition of the boiler blower through hot test，proposes relevant transformation plan，which has been implemented.Hot test after transformation and running effect show that the transformation increases blower output，which enables the boiler reach the designed load，and enhances boiler efficiency and guarantees safe and economic running.

power plant boiler;blower;capacity－increasing transformation

TK223.26

A

1002－1663(2012)02－0093－03

2011－09－19

呂 太(1957－)，男，1982年畢業于東北電力大學熱能工程專業，教授，主要從事火力發電廠節能技術研究工作。

(責任編輯 侯世春)