600 MW火電機組引風機和增壓風機合并改造分析

李海浩，趙鵬飛，張德富，李筱婷

(華能銅川照金電廠，陜西 銅川 727100)

0 引言

華能銅川照金電廠一期2臺600 MW燃煤發電機組，配備HG-2070/17.5-YM9型鍋爐。鍋爐為亞臨界參數，一次中間再熱、控制循環、四角切圓燃燒方式、單爐膛平衡通風、固態干式排渣、露天布置、全鋼構架的∏型汽包爐。

系統原配置上海某公司生產的2臺動葉可調軸流式引風機和1臺動葉可調軸流式增壓風機。鍋爐增加脫硝系統后，風煙系統阻力增加，從機組運行安全考慮，電廠于2012年9月#1機組大修期間對原有引風機和增壓風機進行了“引增合一”技術改造。在原有引風機的基礎上進行雙級動葉可調風機擴容改造，拆除了增壓風機并對引風機出口至脫硫煙氣換熱器(GGH)入口之間的煙道進行了優化改造。

1 改造前后設備情況及改造方案

1.1 改造前設備概況

改造前，#1機組風煙系統配置2臺SAF37.5-23.7-1型動葉可調軸流式引風機，1臺RAF42-20-1型動葉可調軸流式增壓風機。增壓風機運行以來，存在運行效率低、電耗高、存在失速隱患等問題，改造前設備規范見表1、表2。

表1 改造前引風機設備規范

表2 改造前增壓風機設備規范

1.2 改造方案

將現有引風機改為SAF37.5-23.7-2型雙級動葉可調風機，新風機的轉速由590 r/min提升為745 r/min，風機直徑保持不變。

(1)風機的葉輪變成雙級，軸向長度有所改變。風機現場改動量如下：更換了整體葉輪及葉輪外殼，包括高壓葉片、配套后導葉等部件；更換了小集流器以及進氣箱；更換了中間軸及聯軸器(由于風機轉速提高，原風機中間軸等部件無法滿足高轉速強度要求，故必須更換)；更換了局部進氣、排氣膨脹節及圍帶等輔助部件；現有的液壓、潤滑油站系統與改造后風機匹配性較好，未進行改造；風機基礎在原有基礎上進行了現場改造。

(2)由于電機額定功率變化過大，不易對原電機進行擴容改造，故購買了新電機，對原電機電纜、原配電室電流互感器(CT)進行了更換。

(3)將原有增壓風機及增壓風機進口煙道全部拆掉，在引風機出口匯總水平煙道的一段接觸煙道向下與原有GGH入口煙道匯合，煙道改造示意圖如圖1所示。該方案避免了氣流的正面對沖，減弱了氣流旋渦，系統阻力明顯下降(下降約200 Pa)，節能降耗效果良好。對煙道流場進行數值模擬，得出煙道流場模擬圖如圖2所示。

圖1 煙道改造示意

圖2 煙道流場模擬

1.3 改造后設備規范

改造后2臺新引風機為SAF37.5-23.7-2型動葉可調軸流式風機，設備規范見表3。

表3 新引風機設備規范

為了對合并后新引風機運行經濟性進行分析，將合并改造后新引風機實測運行效率與改造前試驗所測引風機、增壓風機運行效率進行對比，見表4。

表4 風機改造前、后運行效率對比 %

通過對比可以看出，合并改造后新引風機運行效率合理。與改造前引風機相比，高中負荷時風機運行經濟性沒有太大變化，仍保持非常高的運行效率，但低負荷時由于改造前后試驗狀態的偏差，改造后風機運行效率略有下降；與改造前增壓風機相比，改造后新引風機的運行效率明顯提高，在高中負荷時尤為明顯。

2 改造前后運行比較

2.1 改造后能耗與改造可研報告能耗對比分析

為了核實風機合并改造后實際運行能耗是否達到可研報告所提出的水平，根據改造后實測參數對新引風機能耗進行了核算，并與改造前可研報告進行可比，見表5、表6。

表5 風機合并改造后耗能評估

表6 實測廠用電率與可研數據比較 %

由表5、表6可以看出，風機合并改造后與改造前相比，雖然風機運行效率有所提高，但由于改造前引風機運行效率合理，同時機組脫硝改造增加阻力較大，所以風機合并改造后風機能耗有所增加。

按機組年均負荷460 MW、年運行6 000 h計算，改造后比改造前試驗狀態(未進行脫硝改造)多耗電約409 萬kW·h，廠用電率約上升0.147 個百分點。與改造前可研報告預估耗能水平基本吻合，改造達到了預期效果。

2.2 改造前后運行經濟性比較

總體上看，改造后新引風機運行經濟性合理，運行效率較高，基本可保持原有引風機的運行經濟性，相對增壓風機而言，風機運行經濟性有較大提高。

3 結論

隨著環保政策的日益嚴格，機組脫硫系統的旁路擋板需要封死，這勢必會對脫硫系統的運行安全性提出更高的要求。單臺增壓風機如果出現設備問題，則脫硫系統就不能運行，此時由于旁路擋板已封死，機組存在很大的停機風險。如果利用2臺引風機來克服脫硫系統阻力，可以提高脫硫系統的安全、可靠性，保證單臺風機出現設備問題時，機組仍能保持一定負荷運行，減少意外停爐的概率。同時，“引增合一”改造后去除1臺增壓風機，設備數目減小，勢必降低設備的故障率，同時還可降低電廠的設備維護量，提高機組運行的安全性。

機組啟動并網后，新改造引風機一直運行穩定，新風機實測運行性能良好。風機合并改造后，現有風機的出力裕量比較合理，可以滿足機組安全出力需求。改造后，風機的實際運行效果完全達到改造前設計水平，風機運行經濟性和安全性均較合理。

參考文獻：

[1]閆桂林.600 MW超臨界機組聯合引風機選型分析[J].華電技術,2010,32(8):15-17.

[2]郭伯春,肖勝.引風機高壓變頻控制策略與優化[J].華電技術,2011,33(9):56-58.