350MW 機組引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合一改造

王英偉

（大唐長春第三熱電廠，長春 130103）

引風(fēng)機是火力發(fā)電廠重要的輔機設(shè)備，其運行穩(wěn)定與否直接影響鍋爐燃燒及機組安全經(jīng)濟運行。為降低廠用電率，某電廠 于2012年取消了2號爐增壓風(fēng)機，并增加低溫省煤器，造成煙道阻力增加，引風(fēng)機在低負(fù)荷及高負(fù)荷區(qū)域均接近失速區(qū)域，出現(xiàn)搶風(fēng)、喘振等現(xiàn)象，威脅機組安全穩(wěn)定運行，因此于2013年進行了風(fēng)機技術(shù)改造，將引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并，取得了良好的效果。

1 改造前設(shè)備運行狀況

該電廠裝機容量為350 MW，1、2 號鍋爐為HG－1165/17.5－HM3 型亞臨界、一次再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、自然循環(huán)汽包鍋爐；汽輪機為C280/N350－16.67/537/537 亞 臨 界、中 間 再 熱、單 軸、雙缸、雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機；發(fā)電機為QFSN－350－2型水氫氫冷卻、靜止硅整流勵磁系統(tǒng)、三相隱極式同步發(fā)電機；制粉系統(tǒng)采用MPS－HP－Ⅱ型中速磨煤機、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺鍋爐配6臺中速磨煤機，1臺備用。煤粉細(xì)度R90＝35%，煤粉均勻性指數(shù)大于等1.0。每臺鍋爐配備2 臺 型號為G158/265 的靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機及型號為TA19026－8Z的靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機，主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。為降低廠用電率，某電廠于2012年取消了2號爐增壓風(fēng)機，并增加低溫省煤器。

為降低廠用電率，該電廠于2012年取消了2號爐增壓風(fēng)機，并增加低溫省煤器，改造前后引風(fēng)機運行參數(shù)見表2。

表1 引風(fēng)機主要技術(shù)數(shù)據(jù)

表2 2號鍋爐拆除增壓風(fēng)機及增加低壓省煤器前后引風(fēng)機運行參數(shù)

系統(tǒng)的阻力曲線隨著負(fù)荷的下降直接進入失速區(qū)，負(fù)荷為215 MW 時，運行點已非常接近失速線。負(fù)荷為195 MW 時，2號鍋爐A、B 兩側(cè)引風(fēng)機運行在失速線附近，而實際運行在這二個工況時，風(fēng)機已經(jīng)嚴(yán)重失速，并伴有喘振聲音，這說明風(fēng)機實際失速區(qū)可能比性能曲線上標(biāo)注的失速區(qū)更大。

風(fēng)機運行不穩(wěn)定、效率低下的主要原因為：拆除增壓風(fēng)機前，機組負(fù)荷在180 MW 左右時引風(fēng)機也會出現(xiàn)失速，當(dāng)時行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的裕量參數(shù)系數(shù)過大，且設(shè)計院選型按標(biāo)準(zhǔn)選備用系數(shù)都選上限值，設(shè)計與實際運行參數(shù)相差很大；拆除增壓風(fēng)機并增加了低壓省煤器后，引風(fēng)機出現(xiàn)大范圍的搶風(fēng)、喘震、失速現(xiàn)象，主要是因為引風(fēng)機系統(tǒng)增加了低壓省煤器和脫硫系統(tǒng)的阻力，從性能曲線上看，運行點直接向失速線靠；2號鍋爐A 側(cè)引風(fēng)機相對B側(cè)引風(fēng)機運行失速區(qū)相對加大及效率低下，其主要原因是A 部分葉片變形或出現(xiàn)裂痕，修復(fù)很難保證葉片的形線、出口角度及葉輪的平衡度［1］。

2 增引風(fēng)機合一改造

2.1 引風(fēng)機選型

從系統(tǒng)及設(shè)備配置優(yōu)化的角度考慮，將引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并，此時引風(fēng)機需要的全壓會較高，超出了常規(guī)配備的靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機的允許設(shè)計全壓。引、增合一引風(fēng)機選型應(yīng)為單級或雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機，下面對單級與雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的各項性能做對比分析。

a.效率分析：對于在運行過程中的效率問題，單級風(fēng)機由于葉片較短以及葉片數(shù)量較多，流速較大，在葉片頂部的二次流的損失以及葉片上的摩擦損失有所增加，同時由于雙級風(fēng)機擴壓器產(chǎn)生的擴壓損失只需要計算一個擴壓損失，因此雙級風(fēng)機的效率高于單級風(fēng)機，從效率上講雙級風(fēng)機具有一定優(yōu)勢。

b.運行可靠性分析：雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機比單級軸流風(fēng)機多一個葉輪，兩級葉輪通過推桿和推盤串連，推桿安裝在主軸承箱空心軸內(nèi)，并可在安裝和檢修時適當(dāng)調(diào)整，因前后兩級葉輪串連而成，所以風(fēng)機前后兩級葉輪調(diào)節(jié)的同步性和可靠性較高。

c.直徑分析：軸流風(fēng)機按照等環(huán)量理論設(shè)計，軸流風(fēng)機當(dāng)輪轂比增加時壓力系數(shù)增加、流量系數(shù)降低，其中壓力系數(shù)增加較快，流量系數(shù)略微下降，因此相同參數(shù)下，單級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機直徑較大，雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機直徑相對較小。

d.轉(zhuǎn)動慣量分析：由于雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機直徑較小，同時風(fēng)機質(zhì)量也較輕，因此轉(zhuǎn)動慣量較小。若選用雙級風(fēng)機則電機的啟動時間較短，啟動電流較小，這樣可以延長電機的使用壽命。引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并，并不改變引風(fēng)機入口的流量參數(shù)，只是壓力為引、增風(fēng)機壓力之和。

通過以上分析，2號鍋爐引、增合一引風(fēng)機選型為雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機。

2.2 引風(fēng)機參數(shù)確定

350 MW 負(fù)荷（蒸發(fā)量1 041t/h）的引風(fēng)機實測風(fēng)量為302.03m3/s?？紤]到煤質(zhì)等因素，在350 MW 工況實測風(fēng)量基礎(chǔ)上取10%的風(fēng)量裕量，即引風(fēng)機選型設(shè)計保證風(fēng)量（TB工況）為332m3/s，350 MW 負(fù)荷（蒸發(fā)量1 041t/h）的引風(fēng)機實測壓力3 790.36Pa換算到BMCR 工況下（蒸發(fā)量為1 165 t/h）壓力為4 378.76Pa。將增壓風(fēng)機在350 MW負(fù)荷下的壓力1 320Pa換算到BMCR 工況下（蒸發(fā)量為1 165t/h）為1 527.01Pa。本次各工況下的試驗是在鍋爐正常運行和維護條件下進行的，試驗數(shù)據(jù)反映的是風(fēng)機的實際運行狀況?？紤]到煤質(zhì)與系統(tǒng)運行工況會變化，鍋爐加裝復(fù)合相變換熱器，通過綜合分析，在BMCR 工況下的總風(fēng)壓基礎(chǔ)上選取20%的壓力裕量，所以鍋爐加裝復(fù)合相變換熱器，引風(fēng)機總壓力取整數(shù)7 747Pa。引風(fēng)機各種工況的參數(shù)見表3。

3 結(jié)束語

通過增引風(fēng)機合一技術(shù)改造，解決了因風(fēng)煙系統(tǒng)阻力增大造成風(fēng)機經(jīng)常處于失速區(qū)域的問題，并避免了引風(fēng)機因擋板調(diào)節(jié)出現(xiàn)的節(jié)流損失，使引風(fēng)機始終處于高效運行區(qū)域，有效降低了引風(fēng)機的電耗，提高了運行效率，并避免了原靜葉可調(diào)引風(fēng)機經(jīng)常出現(xiàn)的卡澀問題，提高了機組運行的可靠性。引風(fēng)機耗電量比改造前引、增風(fēng)機合計耗電量平均每小時減少約1 000kW·h，按每臺機組年在線運行約5 500h計算，年節(jié)電約折合人民幣200萬元。

［1］ 中國大唐集團公司，長沙理工學(xué)院.鍋爐設(shè)備檢修［M］.北京：中國電力出版社，2009.