某1 025 t/h鍋爐引風(fēng)機和增壓風(fēng)機合一技術(shù)改造

田宏偉

(國電諫壁發(fā)電廠，江蘇鎮(zhèn)江 212006)

某廠8號330 MW汽輪發(fā)電機組，其鍋爐為SG-1025/16.77-M854型，亞臨界中間一次再熱控制循環(huán)，雙爐膛Π型露天布置，平衡通風(fēng)，四角切向燃燒，固態(tài)排渣爐。鍋爐采用中間儲倉系統(tǒng)、乏氣送粉方式。配置4臺DTM350/600型鋼球磨，8號爐配備2臺FAF-23.7-13.3-1型動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機，2臺SAF28-18-1型動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機。脫硫系統(tǒng)于2009年3月份投產(chǎn)，脫硫系統(tǒng)采用石灰石—石膏濕法脫硫，未安裝GGH設(shè)備，一爐一塔一臺脫硫增壓風(fēng)機，增壓風(fēng)機為AN45e6型靜葉調(diào)軸流式通風(fēng)機，轉(zhuǎn)速為360 r/min。自脫硫系統(tǒng)投運以來，引風(fēng)機和增壓風(fēng)機的電耗較高，為了實現(xiàn)最大程度上的節(jié)能降耗效果，該廠對脫硫增壓風(fēng)機和引風(fēng)機實施二合一改造[1]。通過對2008年7月在330 MW，265 MW，180 MW 3個工況下鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和2009年7月在上述3個工況下的脫硫系統(tǒng)運行參數(shù)試驗數(shù)據(jù)的分析，對脫硫增壓風(fēng)機和引風(fēng)機合一方案的可行性進行了論證，認為采用以引風(fēng)機為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機進行二合一改造在技術(shù)上是可行的，于是決定在8號機組大修中立項實施。

1改造方案

1.1方案的選用

方案一。以增壓風(fēng)機為基礎(chǔ)取代引風(fēng)機進行二合一改造。由于增壓風(fēng)機為靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機，其調(diào)節(jié)效率低于動葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機。且現(xiàn)增壓風(fēng)機的全壓低，若要用增壓風(fēng)機取代引風(fēng)機進行二合一改造，則節(jié)電量低于引風(fēng)機改造，改造費用將遠高于引風(fēng)機改造方案。經(jīng)初步計算以增壓風(fēng)機為基礎(chǔ)進行增容改造，每年節(jié)電約78 960 kW·h，改造投資費用卻高達350萬元，經(jīng)濟上不可行。另外，使用單臺增壓風(fēng)機來實現(xiàn)風(fēng)機二合一改造，一旦脫硫系統(tǒng)或增壓風(fēng)機出現(xiàn)故障，機組就必需停機搶修，運行中風(fēng)險比較高，不利于機組安全穩(wěn)定運行。

方案二。以引風(fēng)機為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機進行二合一改造。要保證風(fēng)機二合一改造方案的成功實施，首先要摸清楚引風(fēng)機各個工況下實際運行情況。系統(tǒng)風(fēng)量以2008年實際測量風(fēng)量為主，系統(tǒng)風(fēng)壓在2008年實測引風(fēng)機風(fēng)壓的基礎(chǔ)上加上脫硫系統(tǒng)阻力即為二合一后新風(fēng)機運行的全風(fēng)壓，總流量維持不變，具體運行參數(shù)如表1所示。

表1風(fēng)機實際運行點參數(shù)及二合一改造后新風(fēng)機需要運行點參數(shù)

由于鍋爐額定蒸發(fā)量為1 025 t/h，故需將引風(fēng)機實測風(fēng)量換算到1 025 t/h，換算后單臺引風(fēng)機的風(fēng)量為1 015 437 m3/h。考慮到空預(yù)器漏風(fēng)及煤質(zhì)變差等情況，單臺引風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量的裕量取為10%，則單臺引風(fēng)機風(fēng)量為1 116 980 m3/h（310.25 m3/s）。 圓整后，單臺風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量為 1 150 000 m3/h（319.4m3/s）。

BMCR工況（蒸發(fā)量為1 025 t/h）時的單臺引風(fēng)機的最大風(fēng)壓為3 824 Pa。脫硫系統(tǒng)阻力按其設(shè)計值1 550 Pa計。風(fēng)機二合一實施后，風(fēng)機全壓需要5 374 Pa。風(fēng)機設(shè)計全壓裕量取15%，則設(shè)計全壓為6 180 Pa。圓整后，風(fēng)機最后設(shè)計風(fēng)壓取為6 200 Pa。

1.2方案二電機額定功率的校核

在上述煙氣系統(tǒng)狀況下，新風(fēng)機設(shè)計流量為319.4 m3/s，設(shè)計風(fēng)壓為6 200 Pa，風(fēng)機效率取85%。電機功率裕量取5%（電機裕量選取較小是由于風(fēng)機風(fēng)量和風(fēng)壓已取裕量），二合一實施后引風(fēng)機電機額定功率則為2 421.8 kW，原引風(fēng)機電機額定功率為2 500 kW，故原引風(fēng)機電機功率足夠。

可見，8號機組鍋爐采用引風(fēng)機為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機進行二合一改造后，引風(fēng)機和電機能夠滿足二合一后風(fēng)量和全壓要求，無需對原引風(fēng)機進行任何改動。僅需在引風(fēng)機出口到脫硫增壓風(fēng)機出口之間加裝煙道，其余設(shè)備無需進行任何變動。同時需對引風(fēng)機、煙囪的煙道承壓能力進行校核，對承壓能力不能滿足要求的要按排加固[2]。

2改造方案的實施

改造工程于2010年10月1日正式啟動，同年11月17日結(jié)束，歷時48 d。在對西安熱工研究院提供的改造圖紙進行審核時，發(fā)現(xiàn)2個主要問題：（1）土建施工要采用打樁作基礎(chǔ)，施工工期及施工場地均不允許；（2）施工圖紙未注明原有測點的安裝位置。經(jīng)溝通，西安熱工研究院同意對土建施工基礎(chǔ)進行出圖改動 （采用澆注樁），使之既能保證原設(shè)計強度，又能保證現(xiàn)場施工及工期。由于西安熱工研究院對原脫硫煙道上測點布置不清楚，該廠根據(jù)測點位置的要求在新增煙道上重新開孔布置，并得到西安熱工研究院的同意。

根據(jù)改造方案，首先拆除增壓風(fēng)機本體及進、出口煙道及附件。為節(jié)省投資，該廠要求保護性拆除，確保拆下的部件完整、完好。拆除時現(xiàn)場有專人進行監(jiān)護，特別在割口位置要求三方技術(shù)人員 （施工方、鍋爐檢修、設(shè)管部）確認，以防割錯位置。 起吊作業(yè)是拆除過程中比較危險的作業(yè)點，在施工安全技術(shù)措施中各拆除部件的重量全部分項列出，嚴防超重起吊，并且現(xiàn)場做好警示工作，確保起吊作業(yè)的安全。拆下的部件運輸過程中做好防碰壞的措施，在堆放場地保管好。先將拆除的部件全部拆完，再進行土建基礎(chǔ)開挖和基礎(chǔ)澆注工作，防止開挖過程中對脫硫系統(tǒng)在運設(shè)備的影響以及對地下設(shè)施的破壞。要求施工嚴格按照圖紙進行，不準超范圍開挖。鋼架安裝過程中主要做好鋼架定位工作，防起重傷害，保證焊接質(zhì)量。新增煙道安裝主要做好定位工作確保膨脹方向正確。在整個工程施工過程中都有專人負責(zé)，遇到技術(shù)、備品問題設(shè)管部均及時協(xié)助解決，保證工程在預(yù)定的工期內(nèi)安全、優(yōu)質(zhì)完成。

3改造后效果

引、增合一改造后，2010年12月5日至12月13日該廠與西安熱工研究院共同對8號機組風(fēng)機二合一改造后的效果進行了熱態(tài)試驗。

3.1運行安全性分析

熱態(tài)試驗最大試驗工況為330.0 MW，鍋爐蒸發(fā)量僅為999.0 t/h，而機組BMCR工況的鍋爐蒸發(fā)量為1 025 t/h。要對比風(fēng)機的特性參數(shù)實測值與設(shè)計值，前者與后者就得換算到同一工況下，即根據(jù)實測的各風(fēng)機流量與全壓的關(guān)系，流量與鍋爐蒸發(fā)量的關(guān)系，將330.0 MW工況時的風(fēng)機實測參數(shù)換算到設(shè)計條件（1 025 t/h蒸發(fā)量）下進行分析。引風(fēng)機熱態(tài)試驗值與BMCR、TB設(shè)計值比較。

表2引風(fēng)機熱態(tài)試驗值與BMCR和TB設(shè)計值比較

從表2中可以看出，在999.0 t/h蒸發(fā)量下實測引風(fēng)機風(fēng)量低于BMCR工況設(shè)計風(fēng)量，風(fēng)壓也低于BMCR工況設(shè)計全壓。將實測風(fēng)量和全壓換算到1 025 t/h蒸發(fā)量后，風(fēng)機風(fēng)量比BMCR工況設(shè)計風(fēng)量低13.0%，風(fēng)機全壓低13.1%；與TB點設(shè)計值相比，風(fēng)機風(fēng)量裕量為18.8%，全壓裕量為13.5%。

風(fēng)機二合一改造后，引風(fēng)機仍有一定的風(fēng)量裕量和全壓裕量，即使遇到夏季工況或煤質(zhì)變差、空預(yù)器漏風(fēng)增加等情況，引風(fēng)機仍能夠滿足二合一運行要求。

3.2節(jié)能效果分析

實施二合一改造主要目的是實現(xiàn)機組的節(jié)能降耗，下面就風(fēng)機二合一改造前后節(jié)能情況進行分析。8號機組風(fēng)機在各個工況下的節(jié)電參數(shù)如表3和表4所示（二合一改造參數(shù)以實測平均值計算）。

風(fēng)機實施二合一改造后，增壓風(fēng)機不再耗功，引風(fēng)機由于系統(tǒng)阻力增加使其運行效率提高，但用電量略有上升。二合一改造后，取消了增壓風(fēng)機，從引風(fēng)機軸功率變化可以看出，2臺引風(fēng)機平均用電量增加了38.73 kW·h，停用增壓風(fēng)機后，節(jié)電量為890.7 kW·h，則機組平均電約851.97 kW/h。如果機組年運行按7 200 h計，每度電按0.43元，各個工況各占1/3時間，則年平均節(jié)省費用可達263.8萬元。該廠8號機組引風(fēng)機改造費用共計約200萬元，因此僅需9個月左右即可收回投資。

表3引風(fēng)機改造前和增壓風(fēng)機參數(shù)

4結(jié)束語

經(jīng)過風(fēng)機二合一改造后，引風(fēng)機仍有一定的風(fēng)量裕量和全壓裕量，現(xiàn)有引風(fēng)機能夠滿足機組各個工況下的運行要求。風(fēng)機二合一改造后，風(fēng)機耗電量大幅度的降低，機組平均節(jié)電約851.97 kW·h，廠用電率約下降0.2%，節(jié)能效果相當突出。

表4引風(fēng)機改造后參數(shù)

[1]劉家鈺，王寶華，岳佳全，等.1 000 MW機組引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并改造研究[J].熱力發(fā)電，2010，39（8）：45-48.

[2]郭立君.泵與風(fēng)機[M].北京：中國電力出版社，2008.