第五節(jié) 發(fā)電廠引增合一風(fēng)機(jī)節(jié)能改造
1 概述
發(fā)電廠鍋爐的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)的總耗電率達(dá)2%左右,占電廠發(fā)電廠用電率的30%以上。降低其能耗是發(fā)電企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的重要途徑之一。
近年來,隨著國內(nèi)其他發(fā)電集團(tuán)公司火力發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗力度的不斷加大,超(超)臨界機(jī)組的大規(guī)模投產(chǎn),華能集團(tuán)公司供電煤耗和發(fā)電廠用電率指標(biāo)領(lǐng)先的壓力增大。為實(shí)現(xiàn)華能集團(tuán)公司火力發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和主力機(jī)型能耗指標(biāo)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的目標(biāo),在集團(tuán)公司正確領(lǐng)導(dǎo)和組織安排下,全公司各電廠及西安熱工院進(jìn)行了大量卓有成效的節(jié)能降耗工作,并制定出了“華能火力發(fā)電機(jī)組節(jié)電技術(shù)導(dǎo)則”,提出了通過試驗(yàn)確定風(fēng)機(jī)改造設(shè)計參數(shù);合理選取風(fēng)機(jī)裕量和風(fēng)機(jī)型式,使之與鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)相匹配;對現(xiàn)有風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部改造;改造不合理的管道布置和阻力超常規(guī)的設(shè)備;通過改變電動機(jī)級對數(shù),降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或改成雙速電機(jī),以及對離心式風(fēng)機(jī)和靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)經(jīng)過論證后采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)(變頻或其它變速裝制),以適應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)阻力和提升低負(fù)荷時的風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率;優(yōu)化運(yùn)行控制等節(jié)能改造方法。取得了顯著的效益。目前發(fā)電廠風(fēng)機(jī)能耗的下降空間己很小,以上各種風(fēng)機(jī)單獨(dú)的可行節(jié)能措施很難達(dá)到使廠用電下降0.1個百分點(diǎn)。
隨著國家環(huán)保政策的進(jìn)一步落實(shí),火電廠普遍開展脫硝、除塵、脫硫等設(shè)備改造工作,而與之相配套的風(fēng)機(jī)也需進(jìn)行相應(yīng)改造。經(jīng)對20余個電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案的研究分析以及10余臺機(jī)組改造結(jié)果證明,按以往風(fēng)機(jī)選型設(shè)計方法選取風(fēng)機(jī)的絕大多數(shù)電廠,引、增壓風(fēng)機(jī)合一的節(jié)能改造方案最佳�?扇〉脧S用電率下降0.2個百分點(diǎn)左右的顯著節(jié)電效果和一定的其它經(jīng)濟(jì)效益,同時引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一還可提高發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性,是火電廠可以進(jìn)行大力推廣的節(jié)能措施之一。
2 引增壓風(fēng)機(jī)合一改造節(jié)電的理論基礎(chǔ)
發(fā)電廠鍋爐風(fēng)機(jī)屬通風(fēng)機(jī)范疇,其消耗功率由下式計算。

式中:P:風(fēng)機(jī)消耗功率(kW) q:風(fēng)機(jī)流量(m3/s) p:風(fēng)機(jī)壓力(kPa)
kp:壓縮修正系數(shù) ηf:風(fēng)機(jī)軸效率 ηd:原動機(jī)效率
ηb:變速系統(tǒng)效率
由上式可見,風(fēng)機(jī)耗功主要決定于風(fēng)機(jī)的流量、壓力(全壓升)和風(fēng)機(jī)、原動機(jī)(電動機(jī)或其它提供風(fēng)機(jī)動力的機(jī)械如汽輪機(jī))及變速設(shè)備(若有,如變頻器、液力耦合器)的運(yùn)行效率。風(fēng)機(jī)的流量和壓力取決于鍋爐風(fēng)、煙系統(tǒng)的需要,風(fēng)機(jī)、原動機(jī)及變速設(shè)備的運(yùn)行效率則取決于設(shè)備本身的設(shè)計效率和工作時的負(fù)荷系數(shù)。因此,要降低鍋爐風(fēng)機(jī)的能耗,需從兩個方面入手。一是在保證鍋爐燃燒需要的前提下盡可能降低風(fēng)機(jī)的流量和系統(tǒng)阻力:二是設(shè)法提高風(fēng)機(jī)以及驅(qū)動裝置的實(shí)際運(yùn)行效率。引、增壓風(fēng)機(jī)合一可在此兩個方面取得效果。
(1)引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一,取消增壓風(fēng)機(jī)后,可簡化引風(fēng)機(jī)出口至脫硫系統(tǒng)入口間的煙道布置(如減少彎頭、異形件數(shù)量和煙道長度),降低煙氣系統(tǒng)阻力,從而降低風(fēng)機(jī)耗電。
特別是,我國相當(dāng)一部分機(jī)組的脫硫系統(tǒng)是在投產(chǎn)后添加的,因受到現(xiàn)場場地的限制,往往存在煙道曲折、彎頭過多等問題,系統(tǒng)的阻力更大,引風(fēng)機(jī)出口至脫硫系統(tǒng)入口的阻力,一般在400~600Pa,極端情況可能高達(dá)800Pa以上,取消增壓風(fēng)機(jī)后通過煙道優(yōu)化設(shè)計,該段煙道系統(tǒng)阻力下降空間較大。
(2)迄今為止,由于種種原因,絕大多數(shù)電廠的引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)均不同程度的存在與所在煙氣系統(tǒng)不匹配的問題,致使實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)偏離風(fēng)機(jī)高效區(qū),實(shí)際運(yùn)行效率偏低,通過引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一改造(需經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定合理選型設(shè)計參數(shù)和正確選型),可提高風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率。
(3)引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并后,由于其壓力高,所需轉(zhuǎn)速較高,驅(qū)動功率較大,如1000MW機(jī)組,其驅(qū)動電動機(jī)容量可達(dá)8000kW以上。對于異步電動機(jī),轉(zhuǎn)速高功率大時效率也高些。對于有條件的電廠(如有供熱負(fù)荷的電廠,采用背壓式汽輪機(jī)驅(qū)動,利用其排汽供熱),經(jīng)可行性論證后,可采用小汽輪機(jī)驅(qū)動合一的引風(fēng)機(jī),進(jìn)行變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),還可提高低負(fù)荷時的風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。
3 引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合一改造可提高機(jī)組運(yùn)行安全性
(1)取消了增壓風(fēng)機(jī),減少了大型轉(zhuǎn)動設(shè)備的運(yùn)行,從而減少了故障點(diǎn),可提高機(jī)組運(yùn)行安全性。同時也減小了設(shè)備維護(hù)工作量和維修費(fèi)用。
(2)隨著環(huán)保政策的進(jìn)一步深入,脫硫系統(tǒng)旁路煙道將取消。而我國除1000MW機(jī)組一臺鍋爐配備兩臺增壓風(fēng)機(jī)外,其它容量機(jī)組基本上一臺鍋爐均只配一臺增壓風(fēng)機(jī),而引風(fēng)機(jī)均是一臺鍋爐配兩臺。當(dāng)脫硫系統(tǒng)旁路煙道取消或封堵后,一旦配備單臺增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障,則需停運(yùn)整個發(fā)電機(jī)組。實(shí)施引增壓風(fēng)機(jī)合一改造后,即便有一臺引風(fēng)機(jī)故障停運(yùn),仍可單臺引風(fēng)機(jī)帶60%以上負(fù)荷運(yùn)行,避免了停運(yùn)整個機(jī)組。提高了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性,同時也提升了經(jīng)濟(jì)性。
4 引、增壓風(fēng)機(jī)合一改造對鍋爐煙氣系統(tǒng)運(yùn)行的影響
4.1 正常運(yùn)行情況
引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)合并改造后,引風(fēng)機(jī)流量不會改變,引風(fēng)機(jī)的壓力為原引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)壓力之和。
在正常運(yùn)行時,引風(fēng)機(jī)入口壓力與合并前相同,對引風(fēng)機(jī)前的煙氣系統(tǒng)和爐膛運(yùn)行壓力無影響。引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行控制與合并前相同,同樣是跟蹤鍋爐爐膛壓力。
引風(fēng)機(jī)出口壓力為引風(fēng)機(jī)出口至煙囪入口整個煙氣系統(tǒng)(包括脫硫設(shè)備)的總阻力(脫硫系統(tǒng)旁路封死、煙囪自撥力忽略情況)。由于引、增壓風(fēng)機(jī)合并前,從引風(fēng)機(jī)出口至增壓風(fēng)機(jī)入口之間的煙道基本處于微負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行,而合并后此段煙道將承受較大正壓力(由脫硫系統(tǒng)及此段煙道阻力而定)。因此必須對此段煙道的承壓能力進(jìn)行校核,必要時進(jìn)行加固處理。
4.2 極端非正常運(yùn)行情況
本節(jié)討論,當(dāng)機(jī)組在最高負(fù)荷下運(yùn)行時,因某種原因引起了鍋爐MFT動作,送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)全部跳停,而引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)失靈又無法停運(yùn)時的極端情況。
目前需采用引、增壓風(fēng)機(jī)合并的機(jī)組均是大型機(jī)組,其引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)均為軸流式風(fēng)機(jī)。與離心式風(fēng)機(jī)不同,軸流式風(fēng)機(jī)存在較大的失速區(qū)域,且在調(diào)節(jié)葉片角度(動葉調(diào)節(jié)為動葉的角度)不變的情況下,其壓力曲線較陡,流量變化范圍較小。當(dāng)出現(xiàn)上述極端情況時,合并后的引風(fēng)機(jī)在流量減小不多時就將失速,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力大大降低,因而壓力升高有限,不會像離心式風(fēng)機(jī)那樣可能升至風(fēng)機(jī)本身可能達(dá)到的最高壓力。具體升高多少,需根據(jù)當(dāng)時具體運(yùn)行工況點(diǎn)在風(fēng)機(jī)性能曲線上的位置而定。也不可能造成將風(fēng)機(jī)設(shè)計的最大壓力全加在引風(fēng)機(jī)入口煙氣系統(tǒng)上。因此,我們認(rèn)為對煙氣系統(tǒng)包括鍋爐爐膛壓力的影響有限,絕大多數(shù)機(jī)組不可能升至爐膛設(shè)計瞬時承壓能力8.7kPa(設(shè)計壓力為5.2kPa時),二合一改造時應(yīng)具體分析。下面舉例說明。
表1為某電廠1000MW機(jī)組引、增壓風(fēng)機(jī)合并后的選型參數(shù),圖1為所選合并后引風(fēng)機(jī)性能曲線及各運(yùn)行工況點(diǎn)的位置。
表1 引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并后的風(fēng)機(jī)選型及各運(yùn)行工況點(diǎn)參數(shù)
|
項目各稱 |
單位 |
TB工況 |
BMCR |
1000MW |
750MW |
500MW |
400MW |
|
風(fēng)機(jī)流量 |
m3/s |
777.5 |
740.4 |
697.1 |
532.4 |
403.1 |
330.8 |
|
風(fēng)機(jī)壓力 |
Pa |
8195 |
7450 |
6738 |
4407 |
2904 |
2159 |
|
煙氣溫度 |
℃ |
145 |
145 |
145 |
139 |
133 |
125 |
|
煙氣密度 |
kg/m3 |
0.8246 |
0.8246 |
0.8246 |
0.8366 |
0.8490 |
0.8660 |

圖1 引、增壓風(fēng)機(jī)合并后的風(fēng)機(jī)性能曲線及各運(yùn)行工況點(diǎn)
從表1和圖1可見,當(dāng)機(jī)組在滿負(fù)荷(1000MW)運(yùn)行時,引風(fēng)機(jī)的流量為697.1m3/s,壓力為6738Pa(據(jù)實(shí)測,其中引風(fēng)機(jī)前煙氣系統(tǒng)阻力4077Pa,脫硫系統(tǒng)阻力2661Pa),靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)葉片角度約4°。當(dāng)鍋爐MFT動作,若送、一次風(fēng)機(jī)全跳停而引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)失靈,調(diào)節(jié)葉片角度既不能關(guān)閉,引風(fēng)機(jī)也不能跳停時,由于送、一次風(fēng)機(jī)的惰走和從爐膛到引風(fēng)機(jī)入口的整個煙道容積很大,引風(fēng)機(jī)的流量不可能瞬時降到0。其運(yùn)行工況點(diǎn)將沿著圖1中的4°壓力曲線向小流量方向移動,流量迅速減小、壓力迅速升高。但當(dāng)流量減小到約550 m3/s時,風(fēng)機(jī)壓力達(dá)到最大,約7600Pa。隨即風(fēng)機(jī)失速,壓力驟降。即引風(fēng)機(jī)最高壓力比滿負(fù)荷的正常壓力升高了862Pa。但由于流量減小,脫硫系統(tǒng)阻力下降,引風(fēng)機(jī)入口壓力將升高更多。按阻力隨流量平方關(guān)系變化,此時脫硫系統(tǒng)阻力將下降到1656Pa。因而引風(fēng)機(jī)入口壓力將升至7600-1656=5944Pa,即比MFT動作前升高了5944-4077=1867Pa。引風(fēng)機(jī)入口瞬時壓力將達(dá)-5944Pa。不可能給鍋爐爐膛的安全帶來危害(以往鍋爐爐膛的設(shè)計壓力為5.2kPa,瞬時承載壓力為8.7kPa),但需校核引風(fēng)機(jī)入口煙道及除塵器的承壓能力。
5 引、增壓風(fēng)機(jī)合一改造工作步驟
5.1 改前試驗(yàn)
引、增壓風(fēng)機(jī)改前試驗(yàn),目的是全面了解引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況,即風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓及運(yùn)行效率等參數(shù)。也要了觪煙風(fēng)系統(tǒng)阻力特性和脫硫系統(tǒng)阻力特性,為改造提供技術(shù)依據(jù)。
5.2 確定設(shè)計參數(shù)
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)椐確定二合一風(fēng)機(jī)改造設(shè)計參數(shù),該環(huán)節(jié)決定改造成敗。確定設(shè)計參數(shù)時要考慮多重因素,一是要考慮煤質(zhì)變化的影響;二是考慮脫硝催化劑投入層數(shù)的影響;三是考考慮脫硫系統(tǒng)GGH堵塞造成阻力上升及噴淋層投入數(shù)的影響,同時也要兼顧考慮空預(yù)器阻力變化及漏風(fēng)率的變化等因素。確保設(shè)計參理合理、正確。
5.3 選型設(shè)計
設(shè)計參數(shù)提出后,首先要據(jù)比轉(zhuǎn)速確定改造風(fēng)機(jī)的型式,動葉調(diào)節(jié)軸流式和靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)。選擇風(fēng)機(jī)型式除節(jié)電效果和經(jīng)濟(jì)性外,還要視現(xiàn)場布置條件、資金來源等因素。從節(jié)能角度講,動調(diào)風(fēng)機(jī)優(yōu)于靜調(diào)風(fēng)機(jī)。由于合一后,壓力大幅升高,一般多采用二級動葉調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)。選型設(shè)計時,重點(diǎn)考慮風(fēng)機(jī)性能與合一后的管網(wǎng)阻力特性相匹配。既要考慮高負(fù)荷的運(yùn)行效率,也要考慮中、彽負(fù)荷的運(yùn)行效率,在留夠失速裕度,防止合一后風(fēng)機(jī)出現(xiàn)失速現(xiàn)象的基礎(chǔ)上。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷系數(shù)選取年耗電量最小的風(fēng)機(jī)。
5.4 電氣校核
引增壓風(fēng)機(jī)二合一后,所配的電動機(jī)功率可能增大較多,需對原風(fēng)機(jī)配電系統(tǒng)(如啟動容量、開關(guān)容量、電纜、計量和保護(hù)裝置等)進(jìn)行校核。
5.5 管道優(yōu)化
引增壓合一風(fēng)機(jī)改造,去掉了增壓風(fēng)機(jī),必須用管道把它連接起來。為達(dá)到最佳節(jié)電效果,須根據(jù)現(xiàn)場管道布置的實(shí)際狀況,通過流場計算優(yōu)化確定管道改造方案。
5.6 風(fēng)機(jī)制造
風(fēng)機(jī)加工制造的關(guān)鍵是保證風(fēng)機(jī)各部件按設(shè)計要求進(jìn)行,尤其是葉片型線,外殼變型公差以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和傳動組另件的加工精度及平衡質(zhì)量要嚴(yán)格控制。
5.7 安裝調(diào)試
風(fēng)機(jī)準(zhǔn)確安裝也是保證風(fēng)機(jī)達(dá)到設(shè)計性能的重要環(huán)節(jié)。風(fēng)機(jī)安裝時,要嚴(yán)格按設(shè)計圖紙及技術(shù)要求進(jìn)行,要有專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo),特別是傳動組的安裝質(zhì)量、葉頂間隙、調(diào)節(jié)葉片的同步性、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的靈活性及穩(wěn)定性等應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。
DCS控制方面,由于增壓風(fēng)機(jī)取掉了,控制邏輯關(guān)系略有變化,需要調(diào)整。風(fēng)機(jī)啟停、檢測及有關(guān)保護(hù)也得調(diào)整。
5.8 改后試驗(yàn)
引增壓風(fēng)機(jī)二合一改造后,需要進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),目的是檢驗(yàn)其改造效果,同時也是為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn),分析發(fā)現(xiàn)不足,為今后進(jìn)一步提高引增壓風(fēng)機(jī)二合一改造效果積累經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容和步驟可以參照一般的電站風(fēng)機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行。
6 引、增壓風(fēng)機(jī)二合一改造典型案例
某電廠1036MW機(jī)組的鍋爐配置了兩臺AN42e6(V13+4°)型靜葉調(diào)節(jié)式軸流引風(fēng)機(jī)和兩臺AN42e6(13+4°) 型靜葉調(diào)節(jié)式軸流式脫硫增壓風(fēng)機(jī)。
6.1 改前風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況
經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn),引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)在機(jī)組不同負(fù)荷下的運(yùn)行參數(shù)分別示于表2和表3。
表2 №2鍋爐引風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)主要結(jié)果
|
項 目 |
單位 |
工況1 |
工況2 |
工況3 |
|||
|
發(fā)電負(fù)荷 |
MW |
1031 |
750 |
499 |
|||
|
鍋爐蒸發(fā)量 |
t/h |
3030 |
2130 |
1387 |
|||
|
風(fēng)機(jī)編號 |
/ |
A |
B |
A |
B |
A |
B |
|
風(fēng)機(jī)流量 |
m3/s |
697.9 |
693.3 |
491.8 |
499.7 |
370.9 |
365.3 |
|
平均流量 |
m3/s |
695.6 |
495.7 |
368.1 |
|||
|
風(fēng)機(jī)壓力1 |
Pa |
4162.3 |
4436.0 |
2330.2 |
2353.3 |
1403.6 |
1479.4 |
|
平均風(fēng)機(jī)壓力 |
Pa |
4299.1 |
2341.7 |
1441.5 |
|||
|
風(fēng)機(jī)比壓能1 |
J/kg |
4526.4 |
4819.4 |
2550.8 |
2575.9 |
1541.5 |
1624.4 |
|
平均比壓能 |
J/kg |
4672.9 |
2563.3 |
1583.0 |
|||
|
風(fēng)機(jī)葉輪效率 |
% |
66.3 |
70.0 |
46.4 |
47.3 |
28.1 |
29.6 |
表3 №2鍋爐增壓風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)主要結(jié)果
|
項 目 |
單位 |
工況1 |
工況2 |
工況3 |
|||
|
發(fā)電負(fù)荷 |
MW |
1031 |
750 |
499 |
|||
|
鍋爐蒸發(fā)量 |
t/h |
3030 |
2130 |
1387 |
|||
|
風(fēng)機(jī)編號 |
/ |
A |
B |
A |
B |
A |
B |
|
風(fēng)機(jī)流量 |
m3/s |
680.7 |
681.1 |
495.7 |
502.0 |
368.1 |
367.0 |
|
平均流量 |
m3/s |
680.9 |
498.8 |
367.5 |
|||
|
風(fēng)機(jī)壓力1 |
Pa |
2744.5 |
2919.6 |
1646.8 |
1569.8 |
847.6 |
901.9 |
|
平均風(fēng)機(jī)壓力 |
Pa |
2832.0 |
1608.3 |
874.7 |
|||
|
風(fēng)機(jī)比壓能1 |
J/kg |
2940.2 |
3125.9 |
1772.0 |
1689.6 |
915.0 |
973.4 |
|
平均比壓能 |
J/kg |
3033.1 |
1730.8 |
944.2 |
|||
|
風(fēng)機(jī)葉輪效率 |
% |
58.41 |
61.01 |
50.58 |
48.38 |
30.32 |
32.66 |
從表2和表3可以看出:引風(fēng)機(jī)改前運(yùn)行效率在30%~70%區(qū)域,增壓風(fēng)機(jī)改前運(yùn)行效率在30%~61%區(qū)域。運(yùn)行效率均很低。
6.2 二合一改造設(shè)計參數(shù)
由表2和表3的試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)分析研究確定出的引、增壓風(fēng)機(jī)二合一的選型設(shè)計參數(shù)示于表4。
表4 引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)二合一改造選型參數(shù)表
|
項目 |
單位 |
TB |
BMCR |
1031MW |
750MW |
499MW |
|||
|
大氣壓力 |
Pa |
102000 |
102000 |
102000 |
102000 |
102000 |
|||
|
蒸發(fā)量 |
t/h |
/ |
3033 |
3030 |
2130 |
1387 |
|||
|
入口密度 |
kg/m3 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
0.906 |
|
入口靜壓 |
Pa |
-4080.013 |
-3548 |
-3508 |
-3577 |
-2126 |
-2171 |
-1418 |
-1422 |
|
流量 |
m3/s |
767.0 |
697.3 |
697.7 |
695.6 |
499.8 |
507.0 |
374.0 |
370.6 |
|
合一后壓力 |
|
8030.7 |
7170.2 |
6933.7 |
7384.3 |
3993.2 |
3938.5 |
2259.5 |
2390.2 |
|
壓縮性系數(shù) |
/ |
0.9720 |
0.9750 |
0.9758 |
0.9743 |
0.9860 |
0.9862 |
0.9921 |
0.9916 |
|
比壓能 |
J/kg |
8615.8 |
7716.5 |
7468.0 |
7940.9 |
4346.0 |
4287.2 |
2474.2 |
2616.1 |
6.3 改造方案
保持現(xiàn)引風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)不動,更換現(xiàn)引風(fēng)機(jī)的集流器、轉(zhuǎn)子、主機(jī)殼、中間軸、聯(lián)軸器、后導(dǎo)葉組及擴(kuò)壓器等部件,風(fēng)機(jī)葉輪由4250mm減少為3750mm,電機(jī)工作轉(zhuǎn)速提高一檔,由585r/min增加到745r/min。主軸承裝配組、出口膨脹節(jié)可利用,電動執(zhí)行器(電動執(zhí)行器的基礎(chǔ)需要改造)、冷卻風(fēng)機(jī)等輔助配套設(shè)備也可以利用原風(fēng)機(jī)。
6.4 改造效果
項目實(shí)施后大幅降低了廠用電率,廠用電率下降0.20-0.28%,優(yōu)化了電廠的運(yùn)行指標(biāo),增加了發(fā)電量;改造后每年可多創(chuàng)造利潤645萬元,項目的投資在改后運(yùn)行不到1年即可回收。
7 引、增壓風(fēng)機(jī)二合一改造后煙道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計實(shí)例
7.1 煙道系統(tǒng)優(yōu)化方案簡介
由于合并后需要對引風(fēng)機(jī)出口至脫硫系統(tǒng)GGH或吸收塔入口的煙道進(jìn)行優(yōu)化改造,我們根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)提出了四種改造方案。
方案1:保留增壓風(fēng)機(jī)及全部煙道,只利用鋼制圓錐段代替增壓風(fēng)機(jī)葉輪部分,如圖2所示。

圖2 方案1煙道改造示意圖
方案2:保留主體煙道不動,將原有增壓風(fēng)機(jī)從進(jìn)氣箱至擴(kuò)壓筒全部拆除,利用方形煙道在原有增壓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上對原增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管道進(jìn)行連接,如圖3所示。

圖3 方案2煙道改造示意圖
方案3:將原有增壓風(fēng)機(jī)以及增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙道全部拆掉,在引風(fēng)機(jī)出口匯總水平煙道的一段接出煙道向下與原有GGH入口煙道匯合,如圖4所示。

圖4 方案3 煙道改造示意圖
方案4:將原有增壓風(fēng)機(jī)以及增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)口煙道全部拆掉,將B引風(fēng)機(jī)出口底面出口直煙道延長與原有GGH入口煙道匯合,A側(cè)引風(fēng)機(jī)的出口煙氣通過引風(fēng)機(jī)出口匯合水平煙道與B引風(fēng)機(jī)出口煙氣匯合,如圖5所示。

圖5 方案4煙道改造示意圖
7.2煙道系統(tǒng)優(yōu)化效果分析
由于4種煙道改造方案的思路不同,所以其煙道阻力也有很大差別。為了進(jìn)一步對比煙道優(yōu)化效果,在相同條件下對四種方案的煙道流場情況進(jìn)行數(shù)值模擬進(jìn)行,并給出了相對煙道阻力,4種優(yōu)化方案壓損計算結(jié)果比較見表5:
表5 四種優(yōu)化方案壓損計算結(jié)果比較
|
|
方案一 |
方案二 |
方案三 |
方案四 |
|
相對阻力 |
100% |
75% |
50% |
45% |
由表5可以看出,方案一由于沒有對原有煙道進(jìn)行優(yōu)化,所以阻力最大。而方案三和方案四的煙道阻力情況比較理想。阻力偏差主要來自于流場中的流動旋渦。
8 結(jié)論
(1) 從理論分析和實(shí)踐結(jié)果都證明了引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)二合一的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)改造可以取得顯著的節(jié)能效果,是最佳節(jié)能改造方案之一。并可提高機(jī)組的安全運(yùn)行可靠性,值得在火電廠推廣應(yīng)用。
(2)引、增壓風(fēng)機(jī)二合一改造后,正常運(yùn)行時不會造成引風(fēng)機(jī)入口煙氣系統(tǒng)負(fù)壓力增加,但需對引風(fēng)機(jī)出口至增壓風(fēng)機(jī)入口間的煙道承壓能力進(jìn)行校核。在機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時,因某種原因?qū)е洛仩tMFT動作,送、一次風(fēng)機(jī)全部跳停,而又遇引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)失靈無法關(guān)閉,且引風(fēng)機(jī)又無法跳停的極端情況下,引風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓力將升高。但由于軸流風(fēng)機(jī)的失速特性,其升高有限,絕大多數(shù)不可能升至鍋爐爐膛內(nèi)爆的壓力(8.7kPa),但可能需對引風(fēng)機(jī)入口段煙道及除塵器的承壓能力進(jìn)行校核。
(3)引、增壓風(fēng)機(jī)合一改造為一系統(tǒng)工程,不但要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行匹配優(yōu)化設(shè)計,而且對風(fēng)(煙)道系統(tǒng)也要同時進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,方能取得最佳節(jié)能效果。改造后的引風(fēng)機(jī)一般都采用變頻調(diào)速控制,進(jìn)一步發(fā)揮其節(jié)能效果。
(4)引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)二合一改造以前,一般都已采用變頻器調(diào)速控制,在引增合一改造以后,由于風(fēng)機(jī)功率大大增加,原有的變頻器已經(jīng)不能使用,必須更換更大容量的高壓變頻器驅(qū)動,而且對變頻器的控制功能和可靠性要求也就更高了。因?yàn)楦脑烨爱?dāng)引風(fēng)機(jī)故障時,可讓增壓風(fēng)機(jī)提高出力來彌補(bǔ);同樣當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)故障時也可以通過引風(fēng)機(jī)的出力加以彌補(bǔ)。引增合一改造后,取消了增壓風(fēng)機(jī),只有引風(fēng)機(jī)一臺風(fēng)機(jī)了(對于一側(cè)風(fēng)機(jī)來講,一般鍋爐均采取雙側(cè)風(fēng)機(jī)設(shè)計),所以對其的可靠性要求也就大大提高了。









