火力發(fā)電廠風(fēng)煙系統(tǒng)單側(cè)運(yùn)行探討

王金余

摘 要：目前，我國(guó)大容量火電機(jī)組越來(lái)越多，出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩，火電機(jī)組由以往的長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工況轉(zhuǎn)為參與調(diào)峰，大多時(shí)間為50%額定負(fù)荷工況甚至更低負(fù)荷工況運(yùn)行；如果火電機(jī)組能在長(zhǎng)時(shí)間低負(fù)荷工況采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)可靠運(yùn)行在高效區(qū)，即可為降低廠用電率做出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：力發(fā)電；風(fēng)煙系統(tǒng)；單側(cè)運(yùn)行

引言

我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，600MW及以上的大容量機(jī)組為了適應(yīng)電力形式的需要，承擔(dān)起了電網(wǎng)調(diào)峰甚至深度調(diào)峰的責(zé)任；然而電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)火電機(jī)組設(shè)備、系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求不斷提高，傳統(tǒng)單一的運(yùn)行方式已經(jīng)滿足不了節(jié)能降耗的要求。火力發(fā)電企業(yè)采取各種手段，極大限度尋求低能耗、高效的機(jī)組運(yùn)行方式，通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的優(yōu)化，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，保證機(jī)組長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。此文對(duì)機(jī)組在低負(fù)荷調(diào)峰工況時(shí)采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)行探討，減少風(fēng)機(jī)電耗，以達(dá)到降低廠用電耗的目的，為長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行的大容量機(jī)組在節(jié)能優(yōu)化方面提供參考。

1風(fēng)煙系統(tǒng)采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的目的

大容量機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行工況下，風(fēng)煙系統(tǒng)六大風(fēng)機(jī)大都偏離了風(fēng)機(jī)高效區(qū)運(yùn)行（一般風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行區(qū)在80%額定工況），風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率降低，風(fēng)機(jī)電耗升高；采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行可以將一臺(tái)風(fēng)機(jī)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，保持另一臺(tái)風(fēng)機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高效區(qū)，以此降低風(fēng)機(jī)的電耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

目前，大型火力發(fā)電機(jī)組為了保證運(yùn)行的可靠性及安全性，大部分采用在機(jī)組點(diǎn)火前即投入風(fēng)煙系統(tǒng)所有風(fēng)機(jī)運(yùn)行，也有少部分電廠在并網(wǎng)僅前采用一次風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行，并網(wǎng)后恢復(fù)一次風(fēng)機(jī)雙側(cè)運(yùn)行；并網(wǎng)后無(wú)論機(jī)組負(fù)荷如何變化，風(fēng)煙系統(tǒng)均雙側(cè)運(yùn)行，通過(guò)動(dòng)葉或靜葉來(lái)控制風(fēng)機(jī)出力以匹配當(dāng)前負(fù)荷所對(duì)應(yīng)一次、二次的風(fēng)量。

3風(fēng)煙系統(tǒng)單側(cè)運(yùn)行組合方式

3.1風(fēng)煙系統(tǒng)一般有兩種設(shè)計(jì)方式：一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)在空預(yù)器前無(wú)聯(lián)絡(luò)或有聯(lián)絡(luò)，引風(fēng)機(jī)在空預(yù)器后無(wú)聯(lián)絡(luò)或有聯(lián)絡(luò)；在無(wú)聯(lián)絡(luò)的情況下，如采取單側(cè)運(yùn)行，空預(yù)器和電除塵均必須參與單側(cè)運(yùn)行（為防止空預(yù)器變形損壞，備用空預(yù)器仍需旋轉(zhuǎn)，僅關(guān)閉出口各風(fēng)門擋板及進(jìn)口煙氣擋板），空預(yù)器如采用單側(cè)運(yùn)行則另一空預(yù)器不參與換熱，勢(shì)必會(huì)造成運(yùn)行空預(yù)器的排煙溫度升高，鍋爐效率下降；而電除塵單側(cè)運(yùn)行，易造成電除塵效果降低。故此，無(wú)聯(lián)絡(luò)的風(fēng)煙系統(tǒng)，不考慮采取單側(cè)運(yùn)行方式。

3.2 一次風(fēng)機(jī)，送、引風(fēng)機(jī)單側(cè)運(yùn)行可以由以下組合方式：①、單側(cè)一次風(fēng)機(jī)+同側(cè)送風(fēng)機(jī)+同側(cè)引風(fēng)機(jī)；②、單側(cè)一次風(fēng)機(jī)+同側(cè)送風(fēng)機(jī)+異側(cè)引風(fēng)機(jī)；③、單側(cè)一次風(fēng)機(jī)+異側(cè)送風(fēng)機(jī)+異側(cè)引風(fēng)機(jī)；④、單側(cè)一次風(fēng)機(jī)+異側(cè)送風(fēng)機(jī)+同側(cè)引風(fēng)機(jī)。幾種組合方式中，空預(yù)器均兩側(cè)投入正常運(yùn)行，以增加空預(yù)器換熱效果，降低排煙熱損失；風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)門處于開(kāi)啟狀態(tài)，參與兩側(cè)空預(yù)器換熱，可以降低風(fēng)機(jī)風(fēng)道阻力，增加流通量，更好的降低風(fēng)機(jī)能耗。

方式①與③：這兩種運(yùn)行方式容易造成爐內(nèi)燃燒偏斜、同時(shí)造成煙氣偏向一側(cè)，會(huì)引起主再熱氣溫偏差大，可以通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣擋板盡可能的平衡。調(diào)節(jié)二次風(fēng)擋板時(shí)，運(yùn)行側(cè)二次風(fēng)門開(kāi)度適當(dāng)小于停運(yùn)側(cè)二次風(fēng)門。同時(shí)煙氣偏向于運(yùn)行風(fēng)機(jī)側(cè)，造成同側(cè)空預(yù)器煙氣量增加，但是同側(cè)二次風(fēng)流量也相應(yīng)增加，對(duì)空預(yù)器出口煙溫的控制有利。

方式②與④：此兩種方式較上兩種方式引起的爐膛內(nèi)燃燒偏差較小，但是也可以通過(guò)二次風(fēng)擋板調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到運(yùn)行要求。與上兩種方式相反，可能造成兩側(cè)空預(yù)器排煙溫度偏差大，易造成運(yùn)行引風(fēng)機(jī)側(cè)空預(yù)器出口煙溫高，影響空預(yù)器的安全運(yùn)行。

在實(shí)際的運(yùn)行中由于左右側(cè)煙道阻力特性不完全對(duì)稱，可選擇風(fēng)機(jī)綜合電耗最小又相對(duì)安全的方式運(yùn)行。

4單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行存在的問(wèn)題及解決措施

4.1單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)在運(yùn)行中可能存在以下問(wèn)題

①由于一次風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中母管壓力大，在機(jī)組加、減負(fù)荷時(shí)風(fēng)機(jī)并列或停運(yùn)過(guò)程中異發(fā)生風(fēng)機(jī)失速、喘振；

②單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行對(duì)風(fēng)機(jī)的可靠性要求高，主要危險(xiǎn)點(diǎn)為風(fēng)機(jī)跳閘造成機(jī)組非停事故；

③單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行造成煙氣流量偏差大，引起主、再熱蒸汽偏差大；

④由于煙氣流量偏差，低負(fù)荷時(shí)停運(yùn)側(cè)煙道流量更低，易造成電除塵前水平聯(lián)絡(luò)煙道積灰。

4.2針對(duì)以上存在問(wèn)題，采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)可采用以下措施

①一次風(fēng)機(jī)采用快速并列和快速停運(yùn)控制方式；

②加強(qiáng)對(duì)風(fēng)機(jī)的軸溫、線圈溫度振動(dòng)的監(jiān)視，防止風(fēng)機(jī)電流超限，控制機(jī)組負(fù)荷，使風(fēng)機(jī)在額定出力范圍內(nèi)運(yùn)行，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性；

③對(duì)風(fēng)機(jī)、空預(yù)器油系統(tǒng)加強(qiáng)巡視，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)機(jī)、空預(yù)器油系統(tǒng)有滲油、漏油現(xiàn)象立即恢復(fù)雙側(cè)運(yùn)行，控制油溫在正常范圍；

④在停運(yùn)一側(cè)風(fēng)機(jī)的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大或者喘振報(bào)警，立即恢復(fù)雙側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行；

⑤加強(qiáng)空預(yù)器吹灰，防止因空預(yù)器堵塞引起煙氣偏差大；同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視空預(yù)器出口煙溫、電流，防止溫度超過(guò)150，如果電流波動(dòng)，及時(shí)恢復(fù)雙側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行；

5單側(cè)風(fēng)煙系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)設(shè)備的要求

①風(fēng)機(jī)各測(cè)點(diǎn)應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，盡可能的不發(fā)生因測(cè)點(diǎn)問(wèn)題引發(fā)的風(fēng)機(jī)誤跳；

②風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口擋板的嚴(yán)密性盡可能的好，以免造成反轉(zhuǎn)增加風(fēng)機(jī)恢復(fù)雙側(cè)運(yùn)行的難度；

③可以考慮空預(yù)器入口煙氣擋板具有調(diào)節(jié)功能，以便更好的調(diào)節(jié)平衡兩側(cè)煙氣量；

④引風(fēng)機(jī)入口擋板具有調(diào)節(jié)或點(diǎn)動(dòng)功能，以便在停運(yùn)一側(cè)風(fēng)機(jī)的時(shí)候利用入口調(diào)節(jié)擋板配合動(dòng)葉調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，減少對(duì)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的影響；

⑤單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間盡量做到兩側(cè)交替平衡，防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一側(cè)引起煙道積灰造成煙道阻力偏差大；

6單側(cè)風(fēng)機(jī)切換控制策略

6.1當(dāng)機(jī)組負(fù)荷下降時(shí)，風(fēng)機(jī)切換順序根據(jù)單臺(tái)引風(fēng)機(jī)能接帶的最大負(fù)荷（設(shè)計(jì)煤種條件下）、單臺(tái)送風(fēng)機(jī)能接帶的最大負(fù)荷、單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)能接帶的最大負(fù)荷確定，通過(guò)對(duì)比所接帶最大負(fù)荷的大小，在機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中按單臺(tái)風(fēng)機(jī)接帶負(fù)荷由大到小依次進(jìn)行雙側(cè)切單側(cè)的操作。

6.2單側(cè)切換至雙側(cè)無(wú)負(fù)荷限定要求，但是如果單側(cè)運(yùn)行時(shí)送引風(fēng)機(jī)仍還有一定的調(diào)節(jié)裕量，從機(jī)組能快速接帶負(fù)荷考慮可以先將一次風(fēng)機(jī)由單側(cè)切至雙側(cè)運(yùn)行；再引風(fēng)機(jī)（防止送風(fēng)機(jī)并入時(shí)單臺(tái)引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)裕量有限，爐膛冒正壓），最后送風(fēng)機(jī)，即以一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的順序進(jìn)行。

6.3切換注意事項(xiàng)

①由于空預(yù)器不參與單側(cè)運(yùn)行，所以在雙側(cè)切單側(cè)運(yùn)行前必須先判斷風(fēng)機(jī)聯(lián)絡(luò)擋板門處于開(kāi)啟狀態(tài)，否則切換停止進(jìn)行；

②一次風(fēng)機(jī)并入過(guò)程中，如果一次風(fēng)機(jī)電流基本無(wú)變化，且動(dòng)葉開(kāi)度已達(dá)到較大開(kāi)度時(shí)，則說(shuō)明風(fēng)機(jī)并入失敗，可將風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)小（比運(yùn)行風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開(kāi)度小）后再次開(kāi)大；或開(kāi)啟備用磨煤機(jī)冷風(fēng)門以增加通風(fēng)量改變運(yùn)行風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)后重新并風(fēng)機(jī)操作。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，風(fēng)煙系統(tǒng)要采取單側(cè)運(yùn)行，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，需要從單側(cè)運(yùn)行方式、單側(cè)運(yùn)行對(duì)設(shè)備的要求、設(shè)備可靠性以及運(yùn)行控制策略等多方面綜合考慮，保證單側(cè)運(yùn)行的可靠性，使風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷階段運(yùn)轉(zhuǎn)在高效區(qū)，以降低廠用電率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，推動(dòng)火力發(fā)電廠的進(jìn)一步發(fā)展。

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