引風(fēng)機增容改造探討

于群良 張亞兵 陳新亮 張永川

（四川中電福溪電力開發(fā)有限公司，四川宜賓 645152）

引風(fēng)機增容改造探討

于群良 張亞兵 陳新亮 張永川

（四川中電福溪電力開發(fā)有限公司，四川宜賓 645152）

經(jīng)研究，在取消脫硫增壓風(fēng)機時，若鍋爐負荷低于75%THA工況及以下，由于引風(fēng)機的運行工況落在理論失速線以內(nèi)，理論上是運行的“禁區(qū)”；在100%THA工況時，由于離理論失速線很近，引風(fēng)機運行沒有安全裕量，風(fēng)機稍有偏離運行工況的情況，引風(fēng)機就可能發(fā)生喘振；在100%THA～100%BMCR工況時，引風(fēng)機已經(jīng)運行在TB點或者超過TB點了，就是引風(fēng)機能力工況已經(jīng)用盡，引風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)裕度很小，隨著煙氣量的增大，引風(fēng)機再次進入失速區(qū)，效率反而降低。從節(jié)能降耗和安全角度考慮，采用引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合二為一模式下重新對風(fēng)機進行選型，采用技術(shù)經(jīng)濟性更優(yōu)的雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機是滿足風(fēng)機合二為一要求的。為了響應(yīng)國家的節(jié)能減排號召，取消脫硫增壓風(fēng)機，使機組在一定負荷下，充分利用改造后引風(fēng)機增容的裕量，來克服煙氣系統(tǒng)以及脫硫系統(tǒng)的全部阻力，以達到節(jié)能降耗的目的。

增容 風(fēng)機合并 改造

1 前言

鑒于環(huán)保對火力發(fā)電要求的日益嚴(yán)格，尤其是2010年以后各地方政府也加大了對環(huán)保排放的嚴(yán)格要求，火力發(fā)電脫硫系統(tǒng)拆除旁路運行，煙氣經(jīng)引風(fēng)機及增壓風(fēng)機進入吸收塔。當(dāng)增壓風(fēng)機出現(xiàn)故障時，引發(fā)鍋爐MFT動作，機組非停。同時，增壓風(fēng)機與引風(fēng)機串聯(lián)，因聯(lián)動和保護問題或匹配不好是引發(fā)跳閘的主要原因之一。消除設(shè)備本身隱患，提高設(shè)備利用率，提高機組運行的可靠性是對輔機設(shè)備改造必要要求之一。

2 技術(shù)要求

為了響應(yīng)國家的節(jié)能減排號召，取消脫硫增壓風(fēng)機，使機組在一定負荷下，充分利用改造后引風(fēng)機增容的裕量，來克服煙氣系統(tǒng)以及脫硫系統(tǒng)的全部阻力，以達到節(jié)能降耗的目的。

在取消脫硫增壓風(fēng)機時鍋爐負荷低于75%THA工況及以下，由于引風(fēng)機的運行工況落在理論失速線以內(nèi)，理論上是運行的“禁區(qū)”；在100%THA工況時，由于離理論失速線很近，引風(fēng)機運行沒有安全裕量，風(fēng)機稍有偏離運行工況的情況，引風(fēng)機就可能發(fā)生喘振；在100%THA ～100%BMCR工況時，引風(fēng)機已經(jīng)運行在TB點或者超過TB點了，就是引風(fēng)機能力工況已經(jīng)用盡，引風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)裕度很小，隨著煙氣量的增大，引風(fēng)機再次進入失速區(qū)，效率反而降低。應(yīng)對的措施：取消脫硫增壓風(fēng)機，只需提高引風(fēng)機的揚程，脫硫系統(tǒng)及脫硝系統(tǒng)的阻力也由引風(fēng)機來克服即可，既減少一臺風(fēng)機又減少合并運行帶來的運行負壓的大幅度波動。

3 合并風(fēng)機選型分析

根據(jù)《大火規(guī)》規(guī)定，引風(fēng)機風(fēng)量和風(fēng)壓的設(shè)計應(yīng)基于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）工況。以BMCR工況為選型基準(zhǔn)點時，引風(fēng)機的基本風(fēng)量是按鍋爐燃用設(shè)計煤種和鍋爐BMCR工況下的煙氣量及制造廠保證的空氣預(yù)熱器運行一年后煙氣側(cè)漏風(fēng)量和鍋爐煙氣系統(tǒng)漏風(fēng)量之和考慮。基本風(fēng)壓按設(shè)計煤種及鍋爐BMCR工況計算，包括鍋爐廠保證的鍋爐本體煙氣側(cè)阻力（含自生通風(fēng)及爐膛起始點負壓）、煙氣脫硝裝置（包括預(yù)留層阻力）、除塵器、煙氣脫硫裝置及系統(tǒng)阻力。引風(fēng)機的裕量系數(shù)按《大火規(guī)》選取，即風(fēng)量裕量取10%，溫度裕量取15℃；風(fēng)機壓頭裕量取20%。引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并風(fēng)機分別按靜葉可調(diào)和動葉可調(diào)兩種。對于引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并的風(fēng)機，目前國內(nèi)有采用動葉可調(diào)軸流風(fēng)機和靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機兩種情況。

4 動葉可調(diào)軸流風(fēng)機

動葉可調(diào)即是葉片角度在風(fēng)機運行中可依靠液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，改變風(fēng)機風(fēng)壓、風(fēng)量。動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機由進氣箱、帶整流導(dǎo)葉環(huán)的機殼、擴壓器和轉(zhuǎn)子組成。電動機通過中間軸傳動風(fēng)機主軸。轉(zhuǎn)子由葉輪、軸承箱、中間軸、液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。葉輪輪轂采用低碳合金鋼（輪轂和承載環(huán)為鍛件）焊接結(jié)構(gòu)，葉片用高強度螺釘直接固定于輪轂內(nèi)葉柄上。

4.1 特點

動葉可調(diào)軸流風(fēng)機機殼具有水平中分面，便于安裝和檢修。動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機轉(zhuǎn)速較高，可通過在葉片的表面噴耐磨層來改善葉片的耐磨性能。據(jù)了解，在煙氣含塵量為350mg/Nm3的情況下，葉片壽命可運行26000小時以上；在工業(yè)實踐中已有在100mg/ Nm3煙氣含塵量條件下運行35000小時的業(yè)績。且葉片磨損后，還能進行修補7～8次重復(fù)使用，輪轂壽命可保證30年以上。

4.2 運行特性

動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機依靠液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)葉片角度來完成風(fēng)機調(diào)節(jié)，葉片調(diào)節(jié)范圍可達-30°～+30°，高效率區(qū)較靜調(diào)風(fēng)機較寬，當(dāng)機組降負荷時風(fēng)機仍能處于較高效率，調(diào)峰性能好。風(fēng)機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量3800kg.m2，電動機啟動力矩小，啟停快（啟動力矩為靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的0.38倍），延長電機壽命。

4.3 維修備件

一般動調(diào)風(fēng)機需更換磨蝕的動葉片，更換一次需2名熟練人員8小時即可重新投入運轉(zhuǎn)，但需備用動葉片一套，且更換后需做動平衡試驗。

5 靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機結(jié)構(gòu)性能

靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機依靠調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整進口導(dǎo)葉的開度來達到改變風(fēng)壓、風(fēng)量的目的。它由進氣室、前導(dǎo)葉、集流器、葉輪、后導(dǎo)葉和擴壓器組成。電動機通過剛撓性連軸器直接傳動風(fēng)機主軸。

5.1 特點

在外界煙氣條件相等的情況下，煙氣對風(fēng)機葉片的磨損程度與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，風(fēng)機葉輪的耐磨壽命與風(fēng)機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的平方成反比，因此，轉(zhuǎn)速較低的靜葉可調(diào)風(fēng)機耐磨性較好。

由于與脫硫增壓風(fēng)機合并后的引風(fēng)機TB點壓頭升高，風(fēng)機轉(zhuǎn)速提高，葉片、主軸、軸承磨損加劇，對防磨措施提出更高要求。

5.2 運行性能

靜調(diào)風(fēng)機由前導(dǎo)葉來完成風(fēng)量調(diào)節(jié)的能在-75°～30°范圍內(nèi)實現(xiàn)無級風(fēng)量調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍寬；但靜調(diào)風(fēng)機的高效率區(qū)域要比動調(diào)風(fēng)機小，且靜調(diào)軸流式風(fēng)機在低負荷工況運行時，系統(tǒng)阻力曲線離喘振線較近，易引起風(fēng)機喘振葉片斷裂。

5.3 維修備件

靜調(diào)風(fēng)機葉片無法現(xiàn)場更換，但其耐磨性較好，使用壽命長。據(jù)靜調(diào)廠家資料，葉輪可以在2～3個大修周期后利用電廠大修時間返廠，利用原有輪轂重新焊接一組新葉片，其維護費用約36萬元/爐，工期20天左右，不影響大修時間。

6 結(jié)語

靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機具有價格較動較低，耐磨性好、運行維護費用低等優(yōu)點。當(dāng)作為引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機的合并風(fēng)機時，風(fēng)機TB點壓頭較高，風(fēng)機轉(zhuǎn)速提高，靜調(diào)引風(fēng)機的葉片加長，強度設(shè)計、氣動性能和噪聲難度加大，葉片、主軸、軸承磨損加劇，對防磨措施提出更高要求。動調(diào)風(fēng)機則也能滿足引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并后較高的T.B點壓頭要求，且調(diào)節(jié)范圍廣，高效率區(qū)較寬，在低負荷時仍能具有較高的效率，運行經(jīng)濟，價格稍高。

It has been proved that if the desulfurization booster fan is canceled， the working point of IDE（induced draft fan）will fall into the theory stall line， which is called the forbidden zone， if the boiler load is under 75%THA. When the boiler load is at 100% THA， the IDF will lost it's safety margin for it' s working point is near the theory stall line， and the IDE will be apt to surge； When the load is between 100% THA and 100% BMCR， the THA will work on or over TB point， which means that the THA has ran out it's working capacity and the regulating margin is very narrow. With the increase of the smoke， the THA will falls into the stall zone again and cause lower efficiency. In consideration of energy saving and safety， the fan should be reselected under the integration mode of the THA and the desulfurization booster fan. Technical and economic analysis revealed that the variable pitch axial fan of double blade is better and feasible.

Capacity fan merge transformation