350MW 機組一次風機電耗高要因剖析及對策優化

王旭東

（浙江公司舟山電廠，舟山316012）

1 鍋爐簡介

舟山電廠350MW 機組鍋爐型號為SG-1146/25.4，為上海鍋爐廠制造的超臨界參數、變壓運行、螺旋管圈直流鍋爐，其型式為單爐膛、一次中間再熱、前后墻對沖燃燒方式、平衡通風、固態排渣、緊身封閉、全鋼構架的π 型爐。鍋爐燃燒系統按照中速磨冷一次風直吹式制粉系統設計，配備5 臺中速磨煤機。鍋爐配備兩臺一次風機為PFA14-10.6-2 型動葉可調軸流式風機，風量為42m3/s，風壓為10586Pa，進口風溫為20℃，轉速：1490r/min。機組正常運行中，兩臺一次風機投自動模式，設置一次風壓7.5kPa 左右，自動調整入口動葉維持風壓。

2 存在問題

根據集團火電企業提升管理、提升效益要求，挖掘節能降耗潛力，推進節能降耗工作勢在必行。而從公司層面，調取相應運行參數，發現綜合廠用電率（6.5%）偏高，未能完成目標值，有進一步深挖潛能的可行性，因此分析各設備運行情況，具有分析可研的空間。

鍋爐一次風機由高壓電動機直接拖動，是主要的耗電設備，其高壓電動機的耗電量占整個廠用電的7～10%[1]，但同時也存在著大量的電能浪費。一方面由于風機的風管、磨煤機密封處和空預器漏風；另一方面由于當負荷在220～270MW 之間，4 臺磨煤機運行，而低負荷段風壓（7.3～8.0kPa）過高致使熱風調節開度只有30～40%，造成節流損失，風機流量調節方式是動葉調節，致使風機工作在低效區。具體如圖1、圖2 所示。

3 數據調查

圖1 軸流式風機性能曲線

圖2 軸流式風機動葉角度對應性能

結合上面參數分析，對#4 爐影響一次風機電耗率的因索進行調查分析。調取數據來自DCS 控制系統中的SIS系統（即數據實時采集系統），為了減少數據計算環節的系統誤差和隨機誤差，我們首先計算8 小時的均值，然后計算每日均值，最后統計出月度均值，取常見負荷區間230～270MW，如表1 所示。

從表1 中可以發現一次風機電耗率偏高，顯然不滿足設計要求。對此，有進一步可研的空間，將展開分析討論，進行進一步優化。并且一次風壓每降低0.1kPa，大約電流可降低1～2.5A。

表1 2020 年一次風機運行情況

表2 一次風壓對風機電耗率的影響記錄表

表3 尾部煙道及空預器氧量記錄表

4 原因分析

根據現狀調查的情況，通過原因分析，從人、機、法、環四個方面對造成#4 機一次風機廠用電率高因素進行了綜合、全面的分析，確定要因如下：

4.1 一次風壓設定不合理

機組處于調峰運行狀態，負荷日峰谷差大，電機運行工況不穩定，機組不能經濟運行。并且經常摻燒可磨性系數較差的劣質煤種，運行人員為提高磨組出力，一次風壓設定值一般在7.5～8.0kPa 之間，導致磨煤機的調門開度減少，這樣帶來調門的節流作用很明顯，導致一次風機電流升高；同時一次風壓提高后會導致空預器一次風側的漏風率增加，反過來會影響一次風機耗電率的上升[2]。

4.2 磨煤機風門節流損失大

由于在磨煤機運行過程，長期使熱風門開度過低，會造成機械轉動損耗、風道傳輸損耗，同時會調閥造成一定沖擊，使得一次風機出力增加，增加電耗。同時磨煤機出力的降低不僅需要提高一次風壓，另外還要增加磨煤機的運行臺數，更加導致一次風量的增加。

4.3 空預器漏風

由于空預器長期運行，密封片的磨損，空預器的密封間隙增加，空預器內一次風漏風增加，采集爐膛出口和空預器出口氧量參數來確認相應漏風率，這一方面導致一次風機耗電率增加，另一方面也增加了一次風量降低了一次風溫度，反過來影響磨煤機的干燥出力。

4.4 空預器差壓高

為達環保要求，脫硝噴氨量大，造成空預器NH4HSO4腐蝕嚴重，致使空預器徑向間隙變厚，換熱效果變差。其次，空預器差壓高，風道阻力增大，引風機耗電增加。

5 對策優化

5.1 風量調整

在保證磨煤機風量和出口溫度前提下，通過調整磨煤機風門，確保風門開度在50～80%，從而來控制一次風壓，提高風機效率，降低風機電耗。通過機組負荷，合理調整一次風壓在規定范圍內，取定機組負荷在230～270MW 之間，控制一次風壓在6.9～7.6kPa，具體優化設置如表2、表3 所示。

由上述實驗可以看出：從上列表中我們可以看出，在對比風壓與磨煤量關系中，風壓的提高可以提高磨的出力。而隨著總風壓的逐漸降低時，磨煤機熱風門開大、冷風門自動調整。在分析過程中設置兩個偏置值來進行分析，這是由于考慮到風壓過低，可能會造成磨煤機逐漸出現輕微堵磨的現象，不利于機組的正常安全運行。

5.2 優化漏風率

平時要加強空預器進出口氧量參數監視，做好參數分析。機組檢修時，進行技改。每班確保空預器吹灰至少一次，尤其在高負荷時，要注意監視空預器差壓，監視空預器出入口風、煙溫度，預防空預器再燃燒和冷端結露腐蝕。

由上述實驗可以看出：首先，從DCS 上不難發現從風機全壓到一次熱風母管的壓降來看，說明一次風管路有風量損火，而空預器漏風是較為嚴重的環節之一。其次，結合上述漏風率數據，可見空預器密封性結構不嚴密，是否考慮在以后檢修中進行技改，控制漏風在6%以內。

6 效果檢查

6.1 結果論證

查閱資料，按照一次風機功率因素為0.92，機組負荷率為70%計算，降低風機電壓可知大約可降低廠用電率：[6000×（5～10）×0.92]/（350000×1000×70%）=0.011～0.022%。

可見通過控制一次風壓設定值，一次風機電耗率全年下降0.02% ，同比下降了4.9%與上述試驗數據下降0.02%（過程計算值和目標設定值）相互印證。

在后期的效果鞏固過程中，每天檢查報表，正常運行時各磨煤機熱風門升度在50～80%。并且每天檢查報表，正常運行時一次風壓偏置值為-0.3～0.4kPa，控制最低為6.9kPa。依據一次風機經濟運行方式的調整方法，將所得參數進行對比并分析，確保對比樣誤差不差過5%。

6.2 經濟效益

該機組2018 年發電量大約18 億度，按照上網電價0.3 元/度進行計算，可分別節約廠用電和創造利潤如下：

（0.451%-0.429%）×18×108=39.6 萬度

39.6×10000×0.3=118800 元

6.3 社會效益

通過本次分析控制，一定程度上降低了一次風機電耗率，在創造價值的同時，節省下來的電相對于減少了燃煤量，減少碳排放，為環境保護做貢獻。

7 結論

①整個分析主要以合理優化一次風壓作為主線展開，通過一次風偏置設置-0.3kPa 和-0.4kPa，磨煤機的熱風調節擋板開度已經開到55～65%，減少了節流損失，降低廠用電率，同時磨煤機通風量、出口溫度均能滿足設計值。②一次風壓降低后，鍋爐主要運行參數，如主汽壓力、主汽溫度、再熱器溫度等基本穩定，鍋爐燃燒穩定。要加強對磨煤機通風量的監視，防止一次風壓過低而影響磨煤機的出力，損害機組運行。③通過對策優化和結果論證，有效確保數據的可靠性，并在經濟效益和社會效益上產生實際效果。通過優化節能運行方式，深挖潛能，提高效率，將成果拓展在其他設備上，具有一定的借鑒意義。