五期鍋爐引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)改造可行性研究

潘東兵

摘 要：以國(guó)電太原第一熱電廠#11鍋爐為例，簡(jiǎn)要介紹了電廠300 MW機(jī)組脫硝改造的相關(guān)內(nèi)容，探討了鍋爐引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合二為一的可行性，闡述了風(fēng)機(jī)型式和參數(shù)選擇等內(nèi)容。采取了引增合一改造方案后，從安全性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫嫒胧?，?yàn)證了風(fēng)機(jī)引增合一的合理性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；增壓風(fēng)機(jī)；脫硝改造；鍋爐

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.006

1 設(shè)備概況

1.1 鍋爐概況

中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司太原第一熱電廠五期工程2×300 MW汽輪發(fā)電機(jī)組的#11鍋爐是由波蘭拉法克公司制造的，型號(hào)為BP-1025，總體型式為亞臨界壓力、中間再熱、低倍率全負(fù)荷再循環(huán)、全懸吊、平衡通風(fēng)、單爐膛、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣和燃煤鍋爐。

1.2 引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)概況

#11爐的引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)是分開(kāi)設(shè)置的，引風(fēng)機(jī)型號(hào)為靜調(diào)/AN-30-e6，2臺(tái)/爐。引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

1.3 煤質(zhì)參數(shù)

實(shí)際入爐煤煤質(zhì)分析如表3所示。

2 引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行概況

2.1 引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如表4所示。

2.2 增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如表5所示。

2.3 風(fēng)煙系統(tǒng)沿程阻力

風(fēng)煙系統(tǒng)沿程阻力如表6所示。

3 項(xiàng)目改造的必要性

根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的指導(dǎo)思想，電廠300 MW燃煤機(jī)組準(zhǔn)備增設(shè)脫硝裝置。施行脫硫系統(tǒng)改造計(jì)劃后，煙氣系統(tǒng)的阻力有所提升。改造后，在BMCR工況下，脫硝阻力增加了1 000 Pa，脫硫系統(tǒng)阻力增加了800 Pa。將脫硝、脫硫改造前后引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況繪制在引風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)上，通風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)如圖1所示。

從圖1中可以看出，現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)為靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，失速區(qū)比較寬。因?yàn)楝F(xiàn)在的引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)裕量不大，改造后滿(mǎn)負(fù)荷點(diǎn)已經(jīng)非常接近失速線(xiàn)了，所以，無(wú)法保證引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全。當(dāng)?shù)拓?fù)荷點(diǎn)位于失速區(qū)時(shí)，引風(fēng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)失速的情況。因?yàn)橐L(fēng)機(jī)的出力無(wú)法滿(mǎn)足脫硝、脫硫改造后系統(tǒng)阻力的要求，所以，需要選擇新型號(hào)的增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。

目前，我廠可選擇的風(fēng)機(jī)型式有3類(lèi)，即動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)，靜葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)，雙速或變頻、雙吸式離心風(fēng)機(jī)。根據(jù)我廠的負(fù)荷特性，要求機(jī)組具有調(diào)峰能力和可變負(fù)荷的運(yùn)行方式。由于雙速離心風(fēng)機(jī)調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性差、運(yùn)行電耗大、變頻離心風(fēng)機(jī)初投資費(fèi)用太高，所以，第3類(lèi)風(fēng)機(jī)不予考慮。靜調(diào)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)門(mén)扭矩比較大，需要1 000 N·m以上；動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)是直接調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)裝置，從而調(diào)節(jié)葉片開(kāi)度，其調(diào)節(jié)扭矩比較小，約為200 N·m。由此可知，動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)速度能跟上機(jī)組負(fù)荷的變化，能有效發(fā)揮爐膛的防爆性能。

由于動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)葉片可以調(diào)節(jié)，所以，它能適應(yīng)不同工況下的不同煙氣量，以保證風(fēng)機(jī)葉柵效率。靜調(diào)風(fēng)機(jī)的高效區(qū)域要比動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的范圍小很多，動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)具有調(diào)峰性能好、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩小、啟?？欤▎?dòng)力矩約為動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的38%）等優(yōu)點(diǎn)。

帶增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)比較復(fù)雜，但是，引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一后，調(diào)節(jié)對(duì)象單一，煙氣系統(tǒng)響應(yīng)負(fù)荷變化要比分設(shè)模式迅速、準(zhǔn)確。因此，引風(fēng)機(jī)改造還是要考慮采用增引合一的方案。

由上述分析可知，在相同參數(shù)的工況條件下，動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)體積、質(zhì)量、效率和調(diào)節(jié)性能等都優(yōu)于靜葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)。因此，建議對(duì)五期鍋爐引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行引增合一改造，將風(fēng)機(jī)改為動(dòng)葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)選型和具體參數(shù)如表7所示。

4 引增合一改造方案

對(duì)#11爐引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行引增合一改造，拆除#11爐現(xiàn)有的增壓風(fēng)機(jī)，選用2臺(tái)新型引風(fēng)機(jī)。引增合一改造投資估算情況如表8所示。

二、設(shè)計(jì)費(fèi)、調(diào)試費(fèi)

5 改造方案的可行性分析

將引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)合并改造后，增壓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)合并改造工程取消了增壓風(fēng)機(jī)和旁路煙道，優(yōu)化了引風(fēng)機(jī)出口至脫硫塔入口段煙道，降低了系統(tǒng)阻力，同時(shí)，還減少了1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的故障點(diǎn)，避免因脫硫風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障導(dǎo)致非停事故，有效提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。在重新選擇引風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)，采用雙級(jí)動(dòng)調(diào)軸流風(fēng)機(jī)可以保持比較高的運(yùn)行效率，而且節(jié)電效果明顯，有效提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

改造前#11爐引風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷效率約65%，電機(jī)輸入功率為1 540 kW；增壓風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷效率約60%，電機(jī)輸入功率為1 500 kW，引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)總功率為4 580 kW。改造后，新引風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷效率約85%，電機(jī)輸入功率為1 687 kW，2臺(tái)新引風(fēng)機(jī)總功率為3 374 kW。改造后，能耗減少了1 206 kW，按機(jī)組平均運(yùn)行7 000 h計(jì)算，全年節(jié)電量為（按最小計(jì)算）1 206×7 000=844.2×104 kW·h；節(jié)約費(fèi)用為844.2×0.37=312.4萬(wàn)元。由此可知，改造成本回收期為855÷312.4=2.74年。

6 結(jié)論

增壓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)合并改造后，節(jié)能效果明顯，即使忽略目前風(fēng)機(jī)效率低等因素，也可以在2.74年回收投資。所以，引風(fēng)機(jī)代替脫硫增壓風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造工程節(jié)電效果很明顯，大大提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為貫徹落實(shí)“節(jié)能減排”作出了巨大的貢獻(xiàn)。