600MW機組增壓風機小旁路改造

陳敦炳

（福建華電可門發電有限公司，福建 福州 350512）

0 概 述

某電廠二期2臺超臨界600MW機組采用超臨界參數變壓運行，采用螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風、固態排渣、全鋼懸吊結構Π型，露天布置，配置2臺靜葉可調軸流式引風機，電機功率為3 800kW。脫硫系統采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫技術，按“一爐一塔”配置，配置1臺動葉可調軸流式增壓風機，電機功率為3 200kW。

1 脫硫系統旁路煙道拆除后的運行分析

該電廠脫硫系統中原設計有旁路煙道，按照國家環保部《關于火電企業脫硫設施旁路煙道擋板實施鉛封的通知》規定，電廠必須拆除旁路煙道，在2011年，該電廠二期工程中的2臺機組旁路煙道被拆除。

拆除脫硫旁路煙道后，在鍋爐風煙系統中，只有脫硫增壓風機而無備用風機設備，因此，脫硫系統在運行中存在較大的安全隱患，設備的可靠性直接影響機組運行。僅在2012年內，該電廠二期工程的2臺機組，就因增壓風機發生故障，引起主機3起非計劃停役事故。

根據電廠滿負荷試驗情況，引風機的實際全壓為4 350Pa，BMCR工況下的全壓為5 354.4Pa，與 TB工況下的全壓6 225.3Pa相比，尚有1 000Pa以上的裕量；增壓風機滿負荷時的運行壓力為1 400Pa，與TB工況下的全壓2 556Pa相比，也有1 000Pa以上的裕量。該電廠風機性能曲線，如圖1所示。

圖1 某電廠二期引風機性能曲線

有些火電機組主要承擔調峰任務，大部分時段處于低負荷運行狀態，此時，鍋爐引風機和增壓風機的裕量更大，導致風機長時間遠離高效區運行，風機運行的經濟性較差。

2 增壓風機小旁路煙道改造方案

鑒于引風機和增壓風機在各種負荷下均有相當大的裕量，而單個增壓風機又是串聯風煙系統中的安全隱患，如果能在增壓風機進、出口之間增設旁路煙道和旁路擋板門，一旦增壓風機發生故障跳閘，聯啟旁路擋板門，機組同時減負荷，即可避免機組跳閘；當機組低負荷運行時，可停運增壓風機，采用引風機＋增壓風機小旁路的方式運行，減少增壓風機運行電耗，降低廠用電率。

根據現場風道結構特點，小旁路煙道宜設置在引風機出口聯絡煙道和吸收塔入口煙道前。在現有引風機出口聯絡煙道中部新增9 000mm×6 300 mm開口，作為新裝增壓風機小旁路的煙氣引接口。對吸收塔入口煙道前第一個彎頭進行改造，作為小旁路煙道和主煙道的共同接入口。

小旁路改造時，需要增設小旁路煙道檔板門（電動頭可以利用原已拆除的脫硫旁路設備）和增壓風機出口擋板門，便于各工況間的切換，且在增壓風機故障時，可以隔離增壓風機進行檢修。為提高擋板門可靠性，擋板門應雙路供電，從對應機組MCC段和脫硫保安段兩段引接。某電廠二期增壓風機小旁路改造情況，如圖2所示。

圖2 某電廠二期增壓風機小旁路改造示意圖

3 增壓風機小旁路改造邏輯優化

3.1 取消增壓風機斷路器停MFT和引風機跳閘邏輯。

3.2 引風機啟動允許條件

（1）凈煙氣擋板門全開，且增壓風機旁路擋板門開到位或增壓風機旁路擋板門開度＞90%。

（2）凈煙氣擋板門全開、增壓風機入口擋板門全開，且增壓風機出口擋板全開（增壓風機導葉開度＞5%或增壓風機斷路器運行）。

3.3 設置增壓風機保護停后RB邏輯

當增壓風機保護停時（負荷高于330MW），RB目標負荷定為300MW；觸發RB同時開增壓風機導葉至70%，開啟增壓風機旁路擋板門；當旁路擋板門全開或開度大于90%時，再聯關增壓風機入口擋板門、增壓風機出口擋板門。增壓風機入口擋板門、增壓風機出口擋板門、增壓風機旁路擋板門、凈煙氣擋板門的開關信號送主控室進行顯示。

3.4 修改煙氣系統的程序控制

（1）有增壓風機運行的啟動步序

有增壓風機運行的啟動步序，如表1所示。

表1 有增壓風機運行的啟動步序

（2）增壓風機出現故障時的切換步序

當系統中有增壓風機，且增壓風機出現故障時的程序切換步序，如表2所示。

表2 增壓風機出現故障時的切換步序

（3）不啟動增壓風機運行煙氣系統時的啟動步序

不啟動增壓風機運行煙氣系統時的啟動步序，如表3所示。

表3 不啟動增壓風機的啟動步序

4 增壓風機小旁路改造后試驗

當機組負荷為400MW時，開啟增壓風機小旁路，同步關閉增壓風機旁路的運行程序，進入增壓風機小旁路運行模式。在該負荷下，待運行穩定后，以負荷每上升20MW為一工況，逐步增加負荷，試驗至500MW負荷時，由于引風機出現搶風失速的征兆而停止。將負荷降到460MW后，再次啟動了增壓風機。從試驗情況分析，在460MW負荷以下，可實現小旁路無增壓風機狀態下的穩定運行。

2014年3月，由于某機組的增壓風機運行不穩定，但機組又必須帶滿負荷，因此進行了小旁路運行（增壓風機停止）的滿負荷試驗，5臺磨煤機運行，氧量按表4進行設置。

表4 氧量的設置

增壓風機前的風道壓力控制不超過2kPa（引風機出口到增壓風機入口煙道設計值），當壓力從1.7kPa開始升高時，每升高100Pa應保持運行2 h，經全面檢查無異常情況后，方可繼續提升壓力（不超過2kPa）。試驗結果表明，在600MW滿負荷下可以連續運行，避免了機組非計劃停役。

5 改造效果和存在的問題

5.1 改造效果

小旁路改造后，如果增壓風機發生故障，可開啟小旁路運行，不會造成主機非計劃停役。根據測算，400MW負荷時每小時可節電850kW·h，因460 MW負荷下即可啟動增壓風機旁路運行模式，每小時節電約為800kW·h。據保守估計，每年停運增壓風機的小時數約為4 000h，每年可節約廠用電800×4 000＝320萬kW·h。

5.2 存在問題

小旁路改造后，在高負荷運行時啟動增壓風機，旁路擋板門存在密封不嚴的現象。當負荷在500 MW以上時，增壓風機的動葉開度比改造前增加6%～7%，說明增壓風機在運行時，有煙氣通過旁路煙道回流，增加了無用功耗。因此，需進一步采取措施，以提高煙氣擋板的密封性能。