2號(hào)機(jī)組引風(fēng)機(jī)改造可行性研究

楊東輝

摘 要：元電公司計(jì)劃對(duì)#2鍋爐加裝脫硝設(shè)備，并對(duì)除塵器、脫硫系統(tǒng)等進(jìn)行改造，為實(shí)現(xiàn)最大程度上的節(jié)能降耗，故計(jì)劃在改造中，實(shí)施引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)二合一改造。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；脫硝；電除塵；脫硫；二合一

1 前言

元電公司#2機(jī)組為600MW燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐是與600MW汽輪發(fā)電機(jī)配套的亞臨界、一次上升、中間再熱直流鍋爐，為德國(guó)斯坦繆勒公司設(shè)計(jì)和制造，鍋爐型式為本生直流鍋爐。機(jī)組配置二臺(tái)風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，四臺(tái)四電場(chǎng)電氣除塵器，兩臺(tái)離心式引風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)軸流式增壓風(fēng)機(jī)。

隨著國(guó)家節(jié)能降耗政策的深入落實(shí)，元電公司計(jì)劃對(duì)#2鍋爐加裝脫硝設(shè)備，并對(duì)除塵器、脫硫系統(tǒng)等進(jìn)行技術(shù)改造，為實(shí)現(xiàn)最大程度上的節(jié)能降耗，故電廠計(jì)劃在脫硝、電除塵器、脫硫改造中，實(shí)施引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)二合一改造。

2 熱態(tài)試驗(yàn)

元電公司委托西安院對(duì)#2鍋爐的引風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間590MW負(fù)荷機(jī)組蒸發(fā)量1812.8t/h已經(jīng)與機(jī)組現(xiàn)在的設(shè)計(jì)蒸發(fā)量1814.25t/h基本相同，試驗(yàn)實(shí)測(cè)的引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣平均風(fēng)量為619.9m3/s，實(shí)測(cè)風(fēng)機(jī)壓力為3004Pa。

3 環(huán)保改造后現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況分析

為了響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策要求，電廠計(jì)劃對(duì)#2爐加裝脫硝裝置，并對(duì)除塵器及脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造。

根據(jù)與改造設(shè)計(jì)單位溝通后確認(rèn)：脫銷改造完成后，對(duì)于機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)而言，在BMCR工況下，總煙氣量基本無變化，而煙氣系統(tǒng)阻力將增加1200Pa左右；電除塵器改為電袋復(fù)合式除塵器后，煙風(fēng)系統(tǒng)需增加約1000Pa左右的阻力；脫硫增容改造完成后將會(huì)使脫硫系統(tǒng)阻力增加約650Pa左右。

通過對(duì)比性能曲線，可以看出現(xiàn)有#2爐引風(fēng)機(jī)在脫硝改造完成后，風(fēng)機(jī)雖然能夠滿足機(jī)組BMCR工況及其他工況運(yùn)行要求，但在機(jī)組BMCR工況下，風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)已非常接近最大出力點(diǎn)，風(fēng)機(jī)已無壓力裕量可言。故，從保證引風(fēng)機(jī)帶負(fù)荷能力（滿負(fù)荷、夏季工況、單臺(tái)機(jī)組帶負(fù)荷能力等）及安全運(yùn)行角度考慮，#2爐在進(jìn)行環(huán)保改造的同時(shí)需對(duì)原引風(fēng)機(jī)進(jìn)行配套改造。

4 風(fēng)機(jī)二合一可行性研究

#2爐脫硫系統(tǒng)沒有煙氣換熱器（即GGH），故脫硫系統(tǒng)阻力情況較為穩(wěn)定，考慮到現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率偏低，計(jì)劃在進(jìn)行環(huán)保改造過程中。對(duì)現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)實(shí)施二合一增容改造。

4.1 選型參數(shù)確定

4.1.1 風(fēng)量參數(shù)的確定

在試驗(yàn)最大工況機(jī)組負(fù)荷為590MW，其對(duì)應(yīng)鍋爐蒸發(fā)量為1812.8t/h，實(shí)測(cè)引風(fēng)機(jī)平均風(fēng)量為：619.9m3/s。鍋爐設(shè)計(jì)的額定蒸發(fā)量為1814.25t/h，鍋爐改造后設(shè)計(jì)的額定蒸發(fā)量為1832t/h，按照設(shè)計(jì)煤種核算到1832t/h額定蒸發(fā)量時(shí)引風(fēng)機(jī)平均流量為620.4m3/s，因此可將此工況對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)風(fēng)量為機(jī)組最大工況時(shí)對(duì)應(yīng)的引風(fēng)機(jī)流量值。因此，單臺(tái)引風(fēng)機(jī)在BMCR工況下風(fēng)量按照628.3m3/s設(shè)計(jì)。

考慮到空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率在兩臺(tái)空預(yù)器更新后將有大幅下降、管道漏風(fēng)等情況，取10%的風(fēng)量裕量，作為引風(fēng)機(jī)新的TB點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)量，故：628.3*1.1=691.1m3/s。另外，考慮到實(shí)測(cè)時(shí)入爐煤與以后2號(hào)鍋爐入爐煤存在一定差異及其他不可預(yù)測(cè)的短時(shí)間鍋爐漏風(fēng)情況，風(fēng)機(jī)最終TB點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)量取為：700.0m3/s。

4.1.2 風(fēng)壓參數(shù)的確定

試驗(yàn)最大工況時(shí)，實(shí)測(cè)的平均壓力3004.4Pa（設(shè)計(jì)密度條件下），進(jìn)行修正后，實(shí)測(cè)風(fēng)機(jī)平均風(fēng)壓為3382.0Pa（對(duì)應(yīng)進(jìn)氣平均密度為0.8092kg/m3）機(jī)組環(huán)保改造完成后，煙風(fēng)系統(tǒng)增加總計(jì)約2200Pa左右的阻力，則，風(fēng)機(jī)所要達(dá)到的壓頭為：3382+2200=5582.0Pa。若風(fēng)機(jī)實(shí)施二合一改造，新風(fēng)機(jī)還需承擔(dān)脫硫系統(tǒng)阻力，實(shí)測(cè)增壓風(fēng)機(jī)BMCR工況下風(fēng)壓為2377Pa。另外，脫硫系統(tǒng)需進(jìn)行增容改造，改造完成后在BMCR工況下需增加650Pa左右的阻力。那么，風(fēng)機(jī)二合一改造后，風(fēng)機(jī)所需壓頭為：5582+2377+650=8609.0Pa。考慮到煤質(zhì)變化、空預(yù)器漏風(fēng)等情況，風(fēng)壓選取20%的裕量，則風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)壓為：8609.0×1.20=9900.4Pa。圓整后，取為9900.0Pa。

4.1.3 電機(jī)功率

按照上述風(fēng)量和風(fēng)壓進(jìn)行計(jì)算，那么所需電機(jī)功率為：

kW（0.97為壓縮修正系數(shù)），由于風(fēng)量和風(fēng)

壓都選取了一定的裕量，故，電機(jī)選取5%的安全裕量，圓整后，電機(jī)額定功率為：8400kW。

現(xiàn)有#2爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率為4000kW，故，上述改造完成后現(xiàn)有風(fēng)機(jī)電機(jī)需更換。

4.2 改造方案研究

按照確定出的風(fēng)機(jī)選型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算后，要滿足脫硝、電除塵器、脫硫及風(fēng)機(jī)二合一運(yùn)行要求，只能將其整體更換為軸流式風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速已超出離心風(fēng)機(jī)選型范圍。

經(jīng)過選型計(jì)算，能夠滿足要求只有雙級(jí)動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)（若選靜調(diào)風(fēng)機(jī)，則葉輪直徑要達(dá)到3.5m，轉(zhuǎn)速要求為990r/min。在如此大的葉輪直徑和高轉(zhuǎn)速條件下，風(fēng)機(jī)葉輪及軸系強(qiáng)度無法保證），風(fēng)機(jī)型號(hào)為：HU27450-22G。采用該型雙級(jí)動(dòng)葉調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)能夠滿足脫硝、電袋式除塵器、脫硫、二合一改造后運(yùn)行要求，風(fēng)機(jī)各工況運(yùn)行點(diǎn)效率較高，且均遠(yuǎn)離失速線，風(fēng)機(jī)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 風(fēng)機(jī)二合一改造實(shí)施對(duì)象討論

通過上文分析可見，要實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)二合一改造，最優(yōu)改造方案是采用雙級(jí)動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機(jī)。就電廠實(shí)際情況而言，通過對(duì)比可以得出，若取消引風(fēng)機(jī)，對(duì)增壓風(fēng)機(jī)實(shí)施改造來實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)二合一，則其工程量和施工量最小，所需改動(dòng)設(shè)備、土建、管網(wǎng)工作最少，費(fèi)用較低。

5 結(jié)論

現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)無法滿足脫硝改造、電除塵器及脫硫改造后運(yùn)行要求，必須對(duì)其進(jìn)行配套增容改造。綜合各種改造方案，從改造方案施工量、投資情況、機(jī)組安全性角度多方面考慮，在實(shí)施脫硝、電除塵器、脫硫改造時(shí)，對(duì)#2爐引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)實(shí)施二合一改造，改造后選擇雙級(jí)動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)，采取對(duì)增壓風(fēng)機(jī)實(shí)施改造，取消引風(fēng)機(jī)方案。

參考文獻(xiàn)

[1]董琨，謝建文，周克毅.電站鍋爐風(fēng)機(jī)能耗偏高的原因與節(jié)能改造方案的分析[J].華電技術(shù)，2013（3）.

[2]張明智.電站鍋爐能耗損失及節(jié)能技術(shù)措施分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（14）：133-134.