引風機與增壓風機合并改造在燃煤機組中的應用

摘? 要：針對燃煤電廠脫硫脫硝改造后煙氣系統阻力增加，造成原引風機出力無法滿足運行要求的問題，以及為消除單臺運行的增壓風機給系統可靠性帶來的風險，進行了技術改造，采用引風機與增壓風機合并成聯合風機。經過對比選型，聯合風機選用并列運行的兩臺雙級動葉可調軸流式風機，并對相關電氣系統及控制系統進行了優化，對煙道系統進行了加固改造等。實際應用表明：聯合風機運行平穩，調節靈活，達到了安全、節能、環保的目的。

關鍵詞：引風機;增壓風機;合并改造;燃煤機組

0? ? 引言

隨著《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223—2011）、《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）等一系列環保標準與文件的陸續頒布與實施，火電廠相關主要污染物排放指標進一步大幅收緊，為此沙角C電廠相繼進行了鍋爐煙氣脫硫改造、尾部煙氣加裝脫硝裝置（SCR）及爐內低氮燃燒改造、電袋除塵改造以及為提高SCR入口煙溫的熱水再循環改造等諸多改造工程，旨在提高鍋爐脫硫、脫硝、除塵的效率，減少污染物排放，建設節能降耗、綠色環保的電廠。這些改造會導致煙氣系統阻力增加，鍋爐原來的引風機出力無法滿足要求，需要對引風機進行擴容改造[1]。此外，由于原增壓風機的配置為每臺機組1臺，增壓風機的可靠性大大影響了機組的可靠性，因此為提高機組運行的可靠性，需要對脫硫的煙風系統進行優化。

1? ? 原引風機、增壓風機運行情況

每臺鍋爐配置2臺離心式引風機及1臺軸流式增壓風機，并聯運行，配置高低速電機切換，進/出口擋板為氣動門調節。增壓風機布置在引風機出口到脫硫煙氣再熱器（GGH）之間。

1.1? ? 原引風機性能曲線及運行工作特點

原引風機性能曲線如圖1所示，同等負荷下，A、B引風機的馬達電流、流量、壓頭及全壓效率的大小關系與其進口擋板開度大小相一致，且A、B引風機運行出力較均勻。A、B引風機運行工作點位于額定負荷設計工作點的左下方，630 MW負荷下，A引風機進口擋板開度為89.4%，流量為435.1 m3/s;620 MW負荷下，B引風機進口擋板開度為82.6%，流量為429.09 m3/s。由以上實測數據推算到THA工況（660 MW），得出引風機THA工況下的流量為456.3 m3/s，由熱耗率驗收THA工況流量推算得出鍋爐最大出力BMCR工況下流量為483.68 m3/s。根據以上引風機性能試驗數據，630 MW負荷下，實測A引風機全壓為3 320.3 Pa;620 MW負荷下，實測B引風機全壓為3 112.3 Pa;再根據鍋爐負荷與煙氣阻力特性換算到BMCR工況，得出煙風系統BMCR工況下的阻力為4 103 Pa。

由圖1可以看出，離心式引風機的TB點最高壓頭約4 800 Pa，原設計風機壓頭為4 076 Pa，考慮現階段改造增加SCR脫硝裝置后，煙風系統阻力增加約1 000 Pa，則引風機所需承擔的壓頭為5 076 Pa，已經接近引風機的TB點壓頭，根據風機流量計算值查圖1，該運行工作點已經偏離性能曲線。且電袋除塵改造后，預計煙氣阻力將增加約800 Pa，因此原引風機無法滿足SCR改造后的機組出力要求，必須擴容改造[2-3]。

1.2? ? 原增壓風機運行情況

原脫硫增壓風機采用Denmark HOWDEN風機制造廠生產的動葉可調軸流式風機，設計參數BMCR工況流量3 490 560 m3/h，全壓2 900 Pa;TB工況流量3 933 720 m3/h，全壓3 900 Pa。原來煙氣脫硫系統僅設置一臺增壓風機，從機組可靠性角度看，由增壓風機解列引起停爐的概率相比雙列風機高，當增壓風機出現事故時，機組必須進行停機處理。為了提高機組運行可靠性，需對脫硫煙風系統進行優化。

2? ? 改造方案及風機選型

2.1? ? 改造方案選定

由于煙氣脫硫、脫硝及電袋除塵改造后煙氣系統阻力增加，同時由于單臺配置的增壓風機增加了機組運行的不可靠性，設計方案充分考慮設備改造工作量、改造費用、耗能情況、運行安全性、改造風險等多個方面，通過對比分析，最終選定引風機及增壓風機合并方案，取消原增壓風機，由重新選型的兩臺并列運行雙級動葉可調軸流式風機替換原引風機并安裝在原來的引風機位置。

2.2? ? 聯合風機選型

風機合并后的選型參數如表1所示。

說明：

（1）TB（test block）工況點的風量、風壓為風機能力考核點;

（2）BMCR工況及BECR工況下的風機參數都作為風機考核點;

（3）風機裕量已考慮空氣預熱器堵塞及脫硫GGH堵塞的阻力。

根據上述選型參數，對風機進行了初步選型，風機性能曲線如圖2所示。

最終選定雙級動葉可調軸流風機：

風機型號：ANT-3200/1600B;

輪轂直徑：1 600 mm;

葉片長度：800 mm;

負荷調節方式：雙級動葉可調;

轉速：995 r/min;

設計介質溫度：126 ℃;

電機功率：7 100 kW。

聯合風機選型性能參數如表2所示。

3? ? 改造方案實施

3.1? ? 煙風道改造

重新制作聯合風機進出口部分煙道，取消的增壓風機煙道前后連接起來，拆除原脫硫系統旁路煙道，加固聯合風機前后煙道。

3.2? ? 配套系統改造

風機基礎改造：根據原來引風機的樁圖資料，原項目采用6根？準500管樁，每根樁的原設計荷重為2 300 kN，新風機每臺重量40 315 kg，原有樁基基本能滿足受力要求，對原風機基礎進行加固處理。

基于新聯合風機電機容量核算各工況下線路負荷情況，對風機電氣系統、邏輯控制系統進行改造，本文不對此展開論述。

4? ? 結語

本項目經過前期的可研和多個方案對比分析，最終選擇雙級動葉可調軸流式風機代替原離心式引風機及脫硫增壓風機，脫硫系統阻力由新的聯合風機承擔，新風機的設計全壓除滿足風機入口鍋爐尾部煙道及SCR反應裝置阻力外，同時考慮風機出口到煙囪的脫硫系統及電袋除塵器阻力，風機出口煙道由原微負壓運行變為正壓運行。因此，在改造風機的同時，對風機進出口煙道和電除塵的強度進行了加固，同時對配套電氣系統和控制系統進行了改造。

該項目在機組實施以后，風機運行平穩，風量調節迅速靈活，節能效果明顯。機組運行6個月后，在滿負荷運行時，A、B聯合風機動葉開度均小于85%，電機平均電流235 A、246 A，合計481 A。改造前相同負荷下，原引風機電流分別為232 A、240 A，增壓風機電流243 A，合計715 A，節能效果明顯。結合優化的控制系統，改造后的風機達到了安全、節能、環保的目的。

[參考文獻]

[1] 惠潤堂，苗永旗，朱立平，等.火電廠鍋爐引風機改造策略研究[J].環境工程，2015，33（5）：85-89.

[2] 廣東電網公司電力科學研究院.鍋爐風機性能實驗報告[R].

[3] 電站鍋爐風機現場性能試驗：DL/T 469—2004[S].

收稿日期：2020-06-05

作者簡介：唐帥（1982—），男，遼寧錦州人，助理工程師，研究方向：熱能與動力工程。