劉武

（浙江大唐國際烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司， 浙江 象山 315722）

600MW 機組引風(fēng)機改造后可靠性及經(jīng)濟性分析

劉武

（浙江大唐國際烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司， 浙江 象山 315722）

為降低大氣污染物的排放，火力發(fā)電廠要進行煙氣脫硝、除灰改造，這將引起鍋爐尾部煙道系統(tǒng)阻力增加，原有引風(fēng)機出力將無法滿足要求。以烏沙山發(fā)電廠3號機組為例介紹了引風(fēng)機改造方案，對改造后引風(fēng)機的可靠性和經(jīng)濟性進行了分析。

600MW 機組； 引風(fēng)機； 可靠性； 經(jīng)濟性

1 引風(fēng)機存在的主要問題

浙江大唐烏沙山發(fā)電廠一期工程為 4×600 MW超臨界燃煤發(fā)電機組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓直流爐，型式為單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣煤粉爐，燃燒方式為前后墻對沖燃燒。一次風(fēng)機、送風(fēng)機為上海鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的動葉可調(diào)軸流風(fēng)機，改造前引風(fēng)機為成都電力機械廠生產(chǎn)的 AN35e6型靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機。

在未安裝脫硝系統(tǒng)之前對引風(fēng)機及其系統(tǒng)開展性能試驗，并將數(shù)據(jù)按照夏季鍋爐最大出力工況（BMCR）校核： 原引風(fēng)機全壓 3 591 Pa； 原脫硫增壓風(fēng)機全壓 2 362 Pa；增加脫硝系統(tǒng)，系統(tǒng)阻力增加 1 200 Pa； 增加布袋除塵器， 系統(tǒng)阻力增加 1 000 Pa。 考慮 15%的壓力裕量后，風(fēng)機最大出力保證工況點（TB）下，壓力 P=8 153×1.15= 9 376 Pa； 按推 測 的 風(fēng) 量 Q=442 t/h， 考 慮 8%的風(fēng)量裕量后， BMCR 夏季工況 TB 總風(fēng)量 Q=442× 1.08=477.4 t/h， 比壓能=10 900 N·m/kg。

目前引風(fēng)機出力不能滿足脫硝、脫硫及布袋除塵系統(tǒng)的出力要求，即最大阻力條件下運行需求，因此需對引風(fēng)機進行改造，同時還需考慮后期運行中系統(tǒng)堵塞使阻力增大情況以及運行的可靠性和經(jīng)濟性。

2 引風(fēng)機改造方案

依據(jù)目前的測試結(jié)果，在考慮夏季工況、煤質(zhì)變化等情況后對引風(fēng)機改造進行選型，有如下3種備選改造方案：

（1）方案一： 采用高轉(zhuǎn)速靜調(diào)風(fēng)機， 轉(zhuǎn)速 990 r/min，引風(fēng)機、增壓風(fēng)機合二為一。由于轉(zhuǎn)速的提高，其運行可靠性、耐磨性能較原低轉(zhuǎn)速引風(fēng)機大幅度降低，軸承溫度易升高，噪音大幅度增加。由于其為靜葉可調(diào)，經(jīng)濟性在低負(fù)荷時與動葉可調(diào)風(fēng)機有明顯差距。

（2）方案二： 采用低轉(zhuǎn)速雙級動葉可調(diào)風(fēng)機，型 號 HU26650-22， 轉(zhuǎn) 速 745 r/min， 引 風(fēng) 機 、 增壓風(fēng)機合二為一。風(fēng)機動葉可調(diào)，葉輪線速度為131 m/s， 使用壽命不低于高轉(zhuǎn)速的靜葉可調(diào)風(fēng)機，改造時，進出口管道、進氣膨脹節(jié)及進氣箱、電機基礎(chǔ)都不變，僅需將轉(zhuǎn)動組的基礎(chǔ)與擴壓器基礎(chǔ)敲掉部分水泥，再重新澆注基礎(chǔ)，使之相連。在短期內(nèi)若不將電除塵改為布袋除塵，可選用低高壓葉型；改為布袋除塵后，只需要更換葉片為高高壓葉型，使風(fēng)機的出力更適合改造前后系統(tǒng)需要，提高風(fēng)機的運行效率。

（3）方案三： 靜葉可調(diào)風(fēng)機+增壓風(fēng)機， 即保留增壓風(fēng)機，僅對引風(fēng)機改造以滿足脫硝和電除塵改造需要， 引風(fēng)機型號 YA16648-2F， 轉(zhuǎn)速 745 r/min。 雖能滿足脫銷改造后運行工況， 但今后系統(tǒng)逐步改造后需對引風(fēng)機進行二次改造，故不予考慮。

經(jīng)綜合評定，最終采取方案二，即選擇低轉(zhuǎn)速雙級動葉可調(diào)風(fēng)機。

3 可靠性分析

如果引風(fēng)機不同負(fù)荷工況下的工作點距離理論失速線較遠，則失速裕度較大，風(fēng)機工作在安全區(qū)域；反之，如果距離理論失速線較近，則失速裕度較小。鍋爐燃燒過程中爐膛壓力和煙氣量的波動，會使引風(fēng)機工作點發(fā)生變化，穩(wěn)定狀態(tài)很容易遭到破壞，風(fēng)機工作點可能靠近理論失速線，進入不穩(wěn)定區(qū)運行，發(fā)生失速喘振現(xiàn)象，容易造成風(fēng)機轉(zhuǎn)子有關(guān)部件的疲勞與損壞，危及自身和機組安全。

根據(jù)文獻[1]可知， 失速裕度可用失速安全系數(shù)k來表示，k由設(shè)計工況點和該開度下的失速工況點的風(fēng)量、 風(fēng)壓按公式（1）求出。

式中：p為設(shè)計工況點的風(fēng)壓；q為設(shè)計工況點的風(fēng)量； pk為失速工況點的風(fēng)壓； qk為失速工況點的風(fēng)量。

HU26650-22 型引風(fēng)機在只投入脫硫系統(tǒng)時的運行特性曲線見圖1。 圖中數(shù)字 1—5（1′—5′）表示風(fēng)機運行的5個工作點，虛線為理論失速線，根據(jù)圖1 計算其失速安全系數(shù)。 依據(jù)文獻[1]要求，軸流式風(fēng)機應(yīng)有足夠的失速裕度，在選型設(shè)計時，宜選取 k 大于 1.3。具體運行參數(shù)見表1。

圖1 脫硫工況下引風(fēng)機性能曲線

表1 脫硫工況下引風(fēng)機的運行特性參數(shù)

由圖1可知，只投運脫硫系統(tǒng)時各工作點測試數(shù)據(jù)表明，引風(fēng)機從機組滿負(fù)荷至最小負(fù)荷的全部運行條件下，工作點均落在失速線的下方且遠離理論失速線（失速裕度見表1），在選取的 5 個不同負(fù)荷工況下工作點其失速裕度k勻符合文獻[1]之失速裕度系數(shù) k 大于 1.3 的選型要求，風(fēng)機工作于安全區(qū)域。

考慮以后相繼投入脫硝和布袋除塵系統(tǒng)，結(jié)合引風(fēng)機的理論性能曲線分析其工作情況見圖1、 圖2， 其失速裕度見表2、 表3。 由圖表可知雖然引風(fēng)機的運行工作點在特性曲線中向上移動，略有靠近理論失速線，但各個工作點失速裕度 k 勻符合文獻[1]中選型要求， 風(fēng)機仍然處于安全工作區(qū)域，仍保證有足夠裕量，并且能在較大的工況區(qū)域內(nèi)保持高效率運行。

此型號引風(fēng)機動平衡的品質(zhì)等級為 G2.5， 允許質(zhì)量偏心距為 32 μm， 葉片的磨損對動平衡及振動影響較小，一般不會出現(xiàn)失速，且轉(zhuǎn)速低，故運行可靠性大有提高。

圖2 脫硫+脫硝+布袋除塵工況下引風(fēng)機性能曲線

表2 脫硫+脫硝（一層）工況下引風(fēng)機的運行特性參數(shù)

表3 脫硫+脫硝+布袋除塵工況下引風(fēng)機的運行特性參數(shù)

4 經(jīng)濟性分析

此次引風(fēng)機改造，取消了原增壓風(fēng)機，提高引風(fēng)機容量，結(jié)合未改造前相似運行工況進行電量對比，結(jié)果見表4。

從對比結(jié)果看，此次改造節(jié)電效果明顯，特別是在 450 MW 負(fù)荷下， 節(jié)電量比較大。 綜合考慮， 根據(jù)機組年均負(fù)荷率 75%計算， 取平均負(fù)荷為450 MW， 按機組年運行 7 200 h， 電價為 0.437元/kWh 計算， 則機組年節(jié)約費用為 410 萬元。

表4 引風(fēng)機改造前后電耗對比

5 結(jié)語

在引風(fēng)機選型或改造中，應(yīng)結(jié)合引風(fēng)機的性能曲線，核算并判斷引風(fēng)機的工作點安全可靠性，除了按有關(guān)規(guī)程規(guī)留出裕度外，還應(yīng)根據(jù)鍋爐煙氣系統(tǒng)的實際運行情況，考慮 BMCR 工況、機組經(jīng)濟負(fù)荷工況（ECR）、 TB 工況、 低負(fù)荷工況和中間幾個不同工況點。確保設(shè)備出力滿足要求且裕量適當(dāng)，以保證風(fēng)機運行的經(jīng)濟性，并防止風(fēng)機發(fā)生失速情況。

半年的運行實踐證明，引風(fēng)機經(jīng)過改造后能滿足機組安全、可靠、高效運行，并取得了良好的經(jīng)濟效益。

[1]DL/T 468-2004 電 站 鍋 爐 風(fēng) 機 選 型 和 使 用 導(dǎo) 則[S].北 京∶中國電力出版社，2004.

[2]郭立君，何川.泵與風(fēng)機[M].北京∶中國電力出版社，2004.

（本文編輯：陸 瑩）

Analysis on Reliability and Econom ical Efficiency of the Transformed Induced Draft Fan of 600 MW Units

LIUWu

（Zhejiang Datang InternationalWushashan Power Generation Co.， Ltd， Xiangshan Zhejiang 315722， China）

In order to reduce emission of air pollutants， flue gas denitration and deashing transformation are required in thermal power plant， which can increase resistance of flue-gas duct system at the boiler tail and the output power of the former induced draft fan can no longer meet the demand.By taking unit No.3 in Wushashan Power Plant as an example， the paper introduces the plan of induced draft fan transformation and analyzes its reliability and economical efficiency after transformation.

600 MW units； induced draft fan； reliability； economical efficiency

TK223.26

： B

： 1007-1881（2012）11-0045-03

2012-03-08

劉 武（1985-）， 男， 湖南益陽人， 助理工程師，從事發(fā)電廠鍋爐技術(shù)和管理工作。