田宏偉

(國電諫壁發(fā)電廠，江蘇鎮(zhèn)江 212006)

某廠8號(hào)330 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，其鍋爐為SG-1025/16.77-M854型，亞臨界中間一次再熱控制循環(huán)，雙爐膛Π型露天布置，平衡通風(fēng)，四角切向燃燒，固態(tài)排渣爐。鍋爐采用中間儲(chǔ)倉系統(tǒng)、乏氣送粉方式。配置4臺(tái)DTM350/600型鋼球磨，8號(hào)爐配備2臺(tái)FAF-23.7-13.3-1型動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺(tái)SAF28-18-1型動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。脫硫系統(tǒng)于2009年3月份投產(chǎn)，脫硫系統(tǒng)采用石灰石—石膏濕法脫硫，未安裝GGH設(shè)備，一爐一塔一臺(tái)脫硫增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)為AN45e6型靜葉調(diào)軸流式通風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為360 r/min。自脫硫系統(tǒng)投運(yùn)以來，引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)的電耗較高，為了實(shí)現(xiàn)最大程度上的節(jié)能降耗效果，該廠對(duì)脫硫增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)實(shí)施二合一改造[1]。通過對(duì)2008年7月在330 MW，265 MW，180 MW 3個(gè)工況下鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)和2009年7月在上述3個(gè)工況下的脫硫系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)脫硫增壓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)合一方案的可行性進(jìn)行了論證，認(rèn)為采用以引風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行二合一改造在技術(shù)上是可行的，于是決定在8號(hào)機(jī)組大修中立項(xiàng)實(shí)施。

1改造方案

1.1方案的選用

方案一。以增壓風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)取代引風(fēng)機(jī)進(jìn)行二合一改造。由于增壓風(fēng)機(jī)為靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)，其調(diào)節(jié)效率低于動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流式引風(fēng)機(jī)。且現(xiàn)增壓風(fēng)機(jī)的全壓低，若要用增壓風(fēng)機(jī)取代引風(fēng)機(jī)進(jìn)行二合一改造，則節(jié)電量低于引風(fēng)機(jī)改造，改造費(fèi)用將遠(yuǎn)高于引風(fēng)機(jī)改造方案。經(jīng)初步計(jì)算以增壓風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行增容改造，每年節(jié)電約78 960 kW·h，改造投資費(fèi)用卻高達(dá)350萬元，經(jīng)濟(jì)上不可行。另外，使用單臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)二合一改造，一旦脫硫系統(tǒng)或增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，機(jī)組就必需停機(jī)搶修，運(yùn)行中風(fēng)險(xiǎn)比較高，不利于機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

方案二。以引風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行二合一改造。要保證風(fēng)機(jī)二合一改造方案的成功實(shí)施，首先要摸清楚引風(fēng)機(jī)各個(gè)工況下實(shí)際運(yùn)行情況。系統(tǒng)風(fēng)量以2008年實(shí)際測(cè)量風(fēng)量為主，系統(tǒng)風(fēng)壓在2008年實(shí)測(cè)引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的基礎(chǔ)上加上脫硫系統(tǒng)阻力即為二合一后新風(fēng)機(jī)運(yùn)行的全風(fēng)壓，總流量維持不變，具體運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

表1風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)參數(shù)及二合一改造后新風(fēng)機(jī)需要運(yùn)行點(diǎn)參數(shù)

由于鍋爐額定蒸發(fā)量為1 025 t/h，故需將引風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)風(fēng)量換算到1 025 t/h，換算后單臺(tái)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為1 015 437 m3/h?？紤]到空預(yù)器漏風(fēng)及煤質(zhì)變差等情況，單臺(tái)引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量的裕量取為10%，則單臺(tái)引風(fēng)機(jī)風(fēng)量為1 116 980 m3/h（310.25 m3/s）。 圓整后，單臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)量為 1 150 000 m3/h（319.4m3/s）。

BMCR工況（蒸發(fā)量為1 025 t/h）時(shí)的單臺(tái)引風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)壓為3 824 Pa。脫硫系統(tǒng)阻力按其設(shè)計(jì)值1 550 Pa計(jì)。風(fēng)機(jī)二合一實(shí)施后，風(fēng)機(jī)全壓需要5 374 Pa。風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)全壓裕量取15%，則設(shè)計(jì)全壓為6 180 Pa。圓整后，風(fēng)機(jī)最后設(shè)計(jì)風(fēng)壓取為6 200 Pa。

1.2方案二電機(jī)額定功率的校核

在上述煙氣系統(tǒng)狀況下，新風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)流量為319.4 m3/s，設(shè)計(jì)風(fēng)壓為6 200 Pa，風(fēng)機(jī)效率取85%。電機(jī)功率裕量取5%（電機(jī)裕量選取較小是由于風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓已取裕量），二合一實(shí)施后引風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率則為2 421.8 kW，原引風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率為2 500 kW，故原引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率足夠。

可見，8號(hào)機(jī)組鍋爐采用引風(fēng)機(jī)為基礎(chǔ)取代增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行二合一改造后，引風(fēng)機(jī)和電機(jī)能夠滿足二合一后風(fēng)量和全壓要求，無需對(duì)原引風(fēng)機(jī)進(jìn)行任何改動(dòng)。僅需在引風(fēng)機(jī)出口到脫硫增壓風(fēng)機(jī)出口之間加裝煙道，其余設(shè)備無需進(jìn)行任何變動(dòng)。同時(shí)需對(duì)引風(fēng)機(jī)、煙囪的煙道承壓能力進(jìn)行校核，對(duì)承壓能力不能滿足要求的要按排加固[2]。

2改造方案的實(shí)施

改造工程于2010年10月1日正式啟動(dòng)，同年11月17日結(jié)束，歷時(shí)48 d。在對(duì)西安熱工研究院提供的改造圖紙進(jìn)行審核時(shí)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)主要問題：（1）土建施工要采用打樁作基礎(chǔ)，施工工期及施工場(chǎng)地均不允許；（2）施工圖紙未注明原有測(cè)點(diǎn)的安裝位置。經(jīng)溝通，西安熱工研究院同意對(duì)土建施工基礎(chǔ)進(jìn)行出圖改動(dòng) （采用澆注樁），使之既能保證原設(shè)計(jì)強(qiáng)度，又能保證現(xiàn)場(chǎng)施工及工期。由于西安熱工研究院對(duì)原脫硫煙道上測(cè)點(diǎn)布置不清楚，該廠根據(jù)測(cè)點(diǎn)位置的要求在新增煙道上重新開孔布置，并得到西安熱工研究院的同意。

根據(jù)改造方案，首先拆除增壓風(fēng)機(jī)本體及進(jìn)、出口煙道及附件。為節(jié)省投資，該廠要求保護(hù)性拆除，確保拆下的部件完整、完好。拆除時(shí)現(xiàn)場(chǎng)有專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，特別在割口位置要求三方技術(shù)人員 （施工方、鍋爐檢修、設(shè)管部）確認(rèn)，以防割錯(cuò)位置。 起吊作業(yè)是拆除過程中比較危險(xiǎn)的作業(yè)點(diǎn)，在施工安全技術(shù)措施中各拆除部件的重量全部分項(xiàng)列出，嚴(yán)防超重起吊，并且現(xiàn)場(chǎng)做好警示工作，確保起吊作業(yè)的安全。拆下的部件運(yùn)輸過程中做好防碰壞的措施，在堆放場(chǎng)地保管好。先將拆除的部件全部拆完，再進(jìn)行土建基礎(chǔ)開挖和基礎(chǔ)澆注工作，防止開挖過程中對(duì)脫硫系統(tǒng)在運(yùn)設(shè)備的影響以及對(duì)地下設(shè)施的破壞。要求施工嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行，不準(zhǔn)超范圍開挖。鋼架安裝過程中主要做好鋼架定位工作，防起重傷害，保證焊接質(zhì)量。新增煙道安裝主要做好定位工作確保膨脹方向正確。在整個(gè)工程施工過程中都有專人負(fù)責(zé)，遇到技術(shù)、備品問題設(shè)管部均及時(shí)協(xié)助解決，保證工程在預(yù)定的工期內(nèi)安全、優(yōu)質(zhì)完成。

3改造后效果

引、增合一改造后，2010年12月5日至12月13日該廠與西安熱工研究院共同對(duì)8號(hào)機(jī)組風(fēng)機(jī)二合一改造后的效果進(jìn)行了熱態(tài)試驗(yàn)。

3.1運(yùn)行安全性分析

熱態(tài)試驗(yàn)最大試驗(yàn)工況為330.0 MW，鍋爐蒸發(fā)量僅為999.0 t/h，而機(jī)組BMCR工況的鍋爐蒸發(fā)量為1 025 t/h。要對(duì)比風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值，前者與后者就得換算到同一工況下，即根據(jù)實(shí)測(cè)的各風(fēng)機(jī)流量與全壓的關(guān)系，流量與鍋爐蒸發(fā)量的關(guān)系，將330.0 MW工況時(shí)的風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)參數(shù)換算到設(shè)計(jì)條件（1 025 t/h蒸發(fā)量）下進(jìn)行分析。引風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)值與BMCR、TB設(shè)計(jì)值比較。

表2引風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)值與BMCR和TB設(shè)計(jì)值比較

從表2中可以看出，在999.0 t/h蒸發(fā)量下實(shí)測(cè)引風(fēng)機(jī)風(fēng)量低于BMCR工況設(shè)計(jì)風(fēng)量，風(fēng)壓也低于BMCR工況設(shè)計(jì)全壓。將實(shí)測(cè)風(fēng)量和全壓換算到1 025 t/h蒸發(fā)量后，風(fēng)機(jī)風(fēng)量比BMCR工況設(shè)計(jì)風(fēng)量低13.0%，風(fēng)機(jī)全壓低13.1%；與TB點(diǎn)設(shè)計(jì)值相比，風(fēng)機(jī)風(fēng)量裕量為18.8%，全壓裕量為13.5%。

風(fēng)機(jī)二合一改造后，引風(fēng)機(jī)仍有一定的風(fēng)量裕量和全壓裕量，即使遇到夏季工況或煤質(zhì)變差、空預(yù)器漏風(fēng)增加等情況，引風(fēng)機(jī)仍能夠滿足二合一運(yùn)行要求。

3.2節(jié)能效果分析

實(shí)施二合一改造主要目的是實(shí)現(xiàn)機(jī)組的節(jié)能降耗，下面就風(fēng)機(jī)二合一改造前后節(jié)能情況進(jìn)行分析。8號(hào)機(jī)組風(fēng)機(jī)在各個(gè)工況下的節(jié)電參數(shù)如表3和表4所示（二合一改造參數(shù)以實(shí)測(cè)平均值計(jì)算）。

風(fēng)機(jī)實(shí)施二合一改造后，增壓風(fēng)機(jī)不再耗功，引風(fēng)機(jī)由于系統(tǒng)阻力增加使其運(yùn)行效率提高，但用電量略有上升。二合一改造后，取消了增壓風(fēng)機(jī)，從引風(fēng)機(jī)軸功率變化可以看出，2臺(tái)引風(fēng)機(jī)平均用電量增加了38.73 kW·h，停用增壓風(fēng)機(jī)后，節(jié)電量為890.7 kW·h，則機(jī)組平均電約851.97 kW/h。如果機(jī)組年運(yùn)行按7 200 h計(jì)，每度電按0.43元，各個(gè)工況各占1/3時(shí)間，則年平均節(jié)省費(fèi)用可達(dá)263.8萬元。該廠8號(hào)機(jī)組引風(fēng)機(jī)改造費(fèi)用共計(jì)約200萬元，因此僅需9個(gè)月左右即可收回投資。

表3引風(fēng)機(jī)改造前和增壓風(fēng)機(jī)參數(shù)

4結(jié)束語

經(jīng)過風(fēng)機(jī)二合一改造后，引風(fēng)機(jī)仍有一定的風(fēng)量裕量和全壓裕量，現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)能夠滿足機(jī)組各個(gè)工況下的運(yùn)行要求。風(fēng)機(jī)二合一改造后，風(fēng)機(jī)耗電量大幅度的降低，機(jī)組平均節(jié)電約851.97 kW·h，廠用電率約下降0.2%，節(jié)能效果相當(dāng)突出。

表4引風(fēng)機(jī)改造后參數(shù)

[1]劉家鈺，王寶華，岳佳全，等.1 000 MW機(jī)組引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并改造研究[J].熱力發(fā)電，2010，39（8）：45-48.

[2]郭立君.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：中國電力出版社，2008.