大型機(jī)組引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)技術(shù)改造及應(yīng)用

董光輝

摘 要：隨著節(jié)能降耗工作深入推進(jìn)，為減少?gòu)S用電，提高機(jī)組效率，某百萬(wàn)兆瓦超超臨界機(jī)組將引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并設(shè)置，該工程借鑒改造同類(lèi)電廠改造經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)調(diào)試后的汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓功能良好，保證汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，滿足引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并的運(yùn)行要求。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)；背壓汽輪機(jī)；回?zé)?/p>

引言

當(dāng)前，電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)逐步深入推行，要求電廠的脫硫系統(tǒng)與機(jī)組同時(shí)建設(shè)同時(shí)投產(chǎn)。對(duì)于超臨界及超超臨界燃煤發(fā)電廠，引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并后驅(qū)動(dòng)功率將達(dá)到近10MW。將帶來(lái)廠用電的增加、啟動(dòng)電流過(guò)大導(dǎo)致廠用電電壓短時(shí)過(guò)低等問(wèn)題。為降低廠用電率，提高機(jī)組效率，在借鑒給水泵采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)。引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并后采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)可以較大幅降低廠用電率，有效降低供電煤耗，提高電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1 鍋爐設(shè)備

某電廠4號(hào)鍋爐系哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社（MHI）技術(shù)設(shè)計(jì)制造的HG-2953/27.46-YM1型1000MW超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，引風(fēng)機(jī)型號(hào)AN42e6（V19+4°）靜葉可調(diào)軸流式，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量：753.6m3/s，全壓5450Pa，轉(zhuǎn)速490r/min。

2 汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

工程設(shè)計(jì)將引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并。#4機(jī)組原共配置2臺(tái)50%BMCR引風(fēng)機(jī)改為每臺(tái)引風(fēng)機(jī)配置一臺(tái)背壓式汽輪機(jī)，引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)小汽輪機(jī)汽源采用鍋爐一級(jí)再熱器出口蒸汽和汽輪機(jī)高壓缸排汽（冷段）的混合蒸汽。機(jī)組較高負(fù)荷時(shí)，小機(jī)汽源考慮全部采用鍋爐一級(jí)再熱器出口蒸汽；在低負(fù)荷工況，引風(fēng)機(jī)軸功率較低，考慮到小機(jī)的運(yùn)行效率和小機(jī)的排汽溫度，小機(jī)汽源采用混合蒸汽。為保證機(jī)組啟動(dòng)的靈活性和運(yùn)行可靠性，機(jī)組配置了一臺(tái)與現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)參數(shù)匹配的40%BMCR電動(dòng)啟備引風(fēng)機(jī)C。

兩臺(tái)小機(jī)排汽排入本汽輪機(jī)回?zé)崃楣艿肋M(jìn)入6號(hào)低加。當(dāng)6號(hào)低加解列退出運(yùn)行時(shí)，小機(jī)排汽溢流至凝汽器。小機(jī)超壓事故工況或調(diào)試時(shí)，排汽通過(guò)安全閥和PCV閥向大氣釋放。

由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較高，在汽輪機(jī)和引風(fēng)機(jī)之間設(shè)有減速箱，減速箱的減速比為7.12：1風(fēng)機(jī)軸向?qū)X輪箱的推力2.2t，風(fēng)機(jī)軸向膨脹量8mm，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)對(duì)齒輪箱垂直方向力4.257t，減速箱的設(shè)計(jì)考慮風(fēng)機(jī)的軸向推力及熱態(tài)軸向膨脹量。驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的汽輪機(jī)為單缸、單流、沖動(dòng)式、背壓式型號(hào)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

每臺(tái)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)機(jī)組配備配置一套油系統(tǒng)，一套調(diào)速系統(tǒng)，一套減速箱，調(diào)節(jié)油及潤(rùn)滑油均來(lái)自獨(dú)立的小機(jī)公有裝置，系統(tǒng)還設(shè)置電動(dòng)盤(pán)車(chē)裝置，盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速為37r/min。

3 引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)試驗(yàn)

3.1 汽輪機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)邏輯

汽輪機(jī)的保護(hù)包括振動(dòng)大、軸承溫度高、軸位移、排氣壓力高、手動(dòng)停機(jī)、超速、潤(rùn)滑油壓低等保護(hù)。汽輪機(jī)系統(tǒng)有關(guān)輔機(jī)的聯(lián)鎖試驗(yàn)保護(hù)包括，交流潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖，直流油泵聯(lián)鎖保護(hù)，盤(pán)車(chē)電磁閥聯(lián)鎖試驗(yàn)，油箱電加熱聯(lián)鎖保護(hù)，調(diào)節(jié)油泵聯(lián)鎖試驗(yàn)，油箱排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)。

3.2 引風(fēng)機(jī)相關(guān)試驗(yàn)

引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)條件增加：1無(wú)小汽機(jī)ETS（危急遮斷控制系統(tǒng)）跳閘條件2潤(rùn)滑油壓力大于0.14MPa；3主汽閥關(guān)閉且調(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉。

引風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖：C電動(dòng)啟備引風(fēng)機(jī)跳閘與A、B引風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖。

4 引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)試轉(zhuǎn)情況

A、B小汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，單機(jī)沖轉(zhuǎn)，帶小減速箱，帶風(fēng)機(jī)空載試驗(yàn)完畢，12/22/5：30B小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至2650r/min，機(jī)組振動(dòng)，瓦溫正常范圍，引風(fēng)機(jī)機(jī)殼振動(dòng)正常，運(yùn)行平穩(wěn)，這時(shí)轉(zhuǎn)速控制方式有MEH轉(zhuǎn)為DCS控制方式，可以通過(guò)爐膛負(fù)壓設(shè)定值來(lái)控制轉(zhuǎn)速，（通過(guò)風(fēng)機(jī)的可調(diào)靜葉也可控制爐膛負(fù)壓小汽輪機(jī)控制方式有自動(dòng)，遙控，手動(dòng)3種方式。

在試驗(yàn)并機(jī)過(guò)程中，出現(xiàn)了鍋爐爐膛負(fù)壓波動(dòng)較大的現(xiàn)象，為了避免2種控制方式相互干擾。B、C風(fēng)機(jī)并列試運(yùn)中，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C靜葉控制投自動(dòng)，調(diào)整B小汽輪機(jī)10%，將轉(zhuǎn)速控制在3600r/min保持穩(wěn)定，投入自動(dòng)，調(diào)整靜葉開(kāi)度平穩(wěn)增加B小汽輪機(jī)的出力，B、C引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，調(diào)整平穩(wěn)最大帶至820MW。做單臺(tái)B小汽輪機(jī)帶最大負(fù)荷時(shí)，降C風(fēng)機(jī)時(shí)，切換風(fēng)機(jī)之間出現(xiàn)搶風(fēng)的現(xiàn)象，而且爐膛負(fù)壓波動(dòng)較大至+1kPa的左右，經(jīng)現(xiàn)象判斷負(fù)荷較高引起所致，在切換時(shí)應(yīng)保持引風(fēng)機(jī)的靜葉開(kāi)度，爐膛負(fù)壓保持穩(wěn)定的前提進(jìn)行，隨將機(jī)組負(fù)荷降至450MW逐漸減少C電動(dòng)引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度后爐膛負(fù)壓較為穩(wěn)定。試驗(yàn)B小汽輪機(jī)單側(cè)最大出力試驗(yàn)，帶至最大負(fù)荷至530MW，靜葉開(kāi)度90%，小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速最高4650r/min。切換A小機(jī)，試驗(yàn)A小汽輪機(jī)單側(cè)最大出力試驗(yàn)，帶至最大負(fù)荷至533MW，靜葉開(kāi)度92%。小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速最高4661r/min，機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)正常。做引風(fēng)機(jī)靜葉優(yōu)化控制試驗(yàn)，在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況下，在500、700、900、1000MW負(fù)荷下，爐膛負(fù)壓自動(dòng)投入（引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)），進(jìn)行變引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度（100%、90%、80%、70%）的試驗(yàn)，看不同引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度下的引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以找出高效率的引風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度（引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低的工況）。

5 引風(fēng)機(jī)采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)比較

5.1 引風(fēng)機(jī)采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)取消了引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)，減少6kV電機(jī)啟動(dòng)對(duì)廠用電系統(tǒng)沖擊，提高廠用電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

5.2 引風(fēng)機(jī)改為由小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)后，廠用電率下降明顯：小汽輪機(jī)代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，減少大功率電機(jī)3臺(tái)，減少電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)能量轉(zhuǎn)換，據(jù)同等百萬(wàn)機(jī)組的廠用電數(shù)據(jù)來(lái)看，廠用電率由聯(lián)合風(fēng)機(jī)前的4.219%降低至3.103%，降幅達(dá)1.116%。國(guó)內(nèi)百萬(wàn)機(jī)組首次采用引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并的聯(lián)合風(fēng)機(jī)節(jié)能優(yōu)化方案，煙道阻力明顯降低，綜合供電標(biāo)煤耗降低（0.47-0.90g/kW.h）。

5.3 汽輪機(jī)可以方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，減少節(jié)流損失，小機(jī)未采用凝汽器負(fù)壓真空系統(tǒng)，采用背壓機(jī)組，減少了凝汽器，凝結(jié)水泵，軸封供汽等附屬設(shè)施的投資。

5.4 將背壓式小機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)方案存在的問(wèn)題結(jié)合同類(lèi)電廠工程實(shí)際，采用回?zé)崾狡麆?dòng)引風(fēng)機(jī)技術(shù)，將小汽輪機(jī)的排汽引#6低加，在回收工質(zhì)的同時(shí)，將排汽的熱量回收到熱力循環(huán)的工質(zhì)中，減少冷源損失，從而以提高熱循環(huán)效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

6.1 利用回?zé)崾狡麆?dòng)引風(fēng)機(jī)技術(shù)，有效的協(xié)調(diào)解決機(jī)組充分利用機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)，減少節(jié)流能量損失，提高經(jīng)濟(jì)性。

6.2 取消了鍋爐大功率的引風(fēng)機(jī)及增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)，降低了廠用電率，增加了上網(wǎng)電量，提高了企業(yè)效益。

6.3 采用可調(diào)速背壓機(jī)代替定速電動(dòng)機(jī)，提高引風(fēng)機(jī)在各種工況下的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，從而降低機(jī)組的供電煤耗，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

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