嚴(yán)加發(fā)

(華潤電力(常熟)有限公司，江蘇蘇州215536)

根據(jù)江蘇省環(huán)保廳（2010）254號文件關(guān)于“全省所有燃煤機組設(shè)旁路煙道的應(yīng)于2013年底前將旁路煙道全部拆除”，以及江蘇省運行火電機組在2013年前要上脫硝裝置（SCR）的要求，華潤電力（常熟）有限公司計劃在未來兩年必須進行鍋爐脫硝改造，目前2號機組已改造完成，脫硝系統(tǒng)已投入運行。

根據(jù)日前SCR運行情況，SCR運行煙氣阻力增加500～1 000 Pa，故650 MW燃煤機組進行SCR改造，必須對現(xiàn)有引風(fēng)機進行增容改造。同時脫硫旁路煙氣擋板拆除后，原有鍋爐引風(fēng)機、脫硫增壓風(fēng)機運行方式為并串并的方式，一旦發(fā)生某臺風(fēng)機故障，對故障處理較為復(fù)雜。為便于調(diào)節(jié)既保證機組更安全運行，需將增壓風(fēng)機與引風(fēng)機進行合并改造。

1合并必要性及可行性

1.1合并必要性

目前運行的650 MW級全燃煤鍋爐大多數(shù)裝設(shè)有2臺引風(fēng)機與2臺脫硫增壓風(fēng)機，采用并聯(lián)-串聯(lián)-并聯(lián)的方式運行，如圖1所示。從風(fēng)機選型設(shè)計上，鍋爐引風(fēng)機出力按鍋爐BMCR工況的1.2倍余量選型，脫硫增壓風(fēng)機出力按鍋爐BMCR工況的1.2倍余量選型，勢必造成串聯(lián)的風(fēng)機出力選型參數(shù)過大，實際運行中導(dǎo)致風(fēng)機空耗過大，導(dǎo)致廠用電率過高，造成火力發(fā)電廠供電煤耗偏高，不符合火電廠節(jié)能減排的運行原則。

按國家環(huán)保要求，脫硫旁路煙氣擋板必須拆除，無脫硫旁路后鍋爐運行脫硫系統(tǒng)必須投入運行。如此引風(fēng)機、增壓風(fēng)機串聯(lián)運行方式成為惟一運行方式，一旦發(fā)生一臺引風(fēng)機跳閘或一臺增壓風(fēng)機跳閘，或鍋爐送風(fēng)機、引風(fēng)機跳閘，均會對引風(fēng)機、增壓風(fēng)機調(diào)節(jié)造成影響，直接影響鍋爐的安全運行，甚至導(dǎo)致爐膛壓力過高或過低。為了鍋爐主要輔機發(fā)生故障不會影響鍋爐安全，以便實現(xiàn)引風(fēng)機對爐膛壓力的快速響應(yīng)，將引風(fēng)機、增壓風(fēng)機合并是必要的。

1.2合并可行性

就目前650 MW燃煤機組引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機運行工況進行分析，選擇機組負荷650 MW、脫硫3臺漿液循環(huán)泵運行工況來分析目前增壓風(fēng)機與引風(fēng)機實際運行參數(shù)及合并后系統(tǒng)參數(shù)，如圖2所示。爐膛壓力維持-95 Pa，爐膛至空氣預(yù)熱器入口煙道阻力+空氣預(yù)熱器入出口阻力+預(yù)熱器至電除塵煙道阻力+電器除塵器阻力+引風(fēng)機出口壓力，則引風(fēng)機入口壓力需要-3 752 Pa，則運行引風(fēng)機運行全壓為3 730 Pa。如果再加上脫硝裝置1 000 Pa阻力（實際運行阻力為800～1 000 Pa），則引風(fēng)機入口壓力則為-4 752 Pa，當(dāng)增壓風(fēng)機與引風(fēng)機合并則引風(fēng)機出口壓力應(yīng)增加為2 332 Pa，所以新引風(fēng)機全壓為7 084 Pa。若考慮引風(fēng)機出口加裝煙氣余熱回收裝置，回收裝置煙氣側(cè)阻力為600～800 Pa，引風(fēng)機出口壓力需要3 132 Pa，引風(fēng)機全壓升為7 884 Pa。目前單機靜葉調(diào)節(jié)軸流引風(fēng)機、雙級動葉可調(diào)引風(fēng)機均可達到全壓8 000～9 000 Pa，引風(fēng)機可以實現(xiàn)引增壓風(fēng)機合并后運行要求[1]。

華潤電力（常熟）有限公司現(xiàn)運行引風(fēng)機電機額定功率為2 900 kW、增壓風(fēng)機額定功率為2 500 kW。機組負荷650 MW，單臺引風(fēng)機實際耗功為2 050 kW、單臺增壓風(fēng)機實際耗功為1 920 kW，單側(cè)引風(fēng)機與增壓風(fēng)機耗功為3 920 kW （實際運行時2臺風(fēng)機功率之和），如果脫硝系統(tǒng)接入系統(tǒng)阻力增加1 000 Pa，則單側(cè)單臺耗功為4 330 kW（考慮系統(tǒng)阻力后功率增加）。故新改造引風(fēng)機電機額定功率應(yīng)選為5 000 kW，目前電動機完全滿足要求，是可行的。

引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并后，可簡化系統(tǒng)、減少占地、維護成本小、降低運行成本。經(jīng)多家電廠運行實踐及專家分析，風(fēng)機合并后對鍋爐防爆沒有影響，在鍋爐運行中發(fā)生MFT、送風(fēng)機跳閘、引風(fēng)機跳閘，由于風(fēng)機調(diào)節(jié)速度較快，不會對爐膛承壓能力構(gòu)成威脅，故在鍋爐防爆方面，風(fēng)機合并后是安全的。合并風(fēng)機后大大降低運行及維護成本。合并風(fēng)機如果單級靜葉調(diào)節(jié)風(fēng)機可加裝變頻裝置，實現(xiàn)變速調(diào)節(jié)后，調(diào)節(jié)性能更加快速，有利于鍋爐爐膛壓力調(diào)節(jié)；同時變速后啟動力矩大，有利于風(fēng)機安全穩(wěn)定；變頻調(diào)速后，節(jié)能量大，減少運行成本。同時亦可選用效率較高的雙極動葉可調(diào)軸流風(fēng)機[2]。

圖1運行火電廠鍋爐引風(fēng)機與增壓風(fēng)機系統(tǒng)

圖2鍋爐各段阻力分配情況

2合并風(fēng)機選型

靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的葉片為開放型葉片，如果單級葉片，風(fēng)機轉(zhuǎn)速要達到990 r/min，葉片過長，速度過高在實際運行中由于工況不同風(fēng)機易發(fā)生風(fēng)機振動，風(fēng)機可能會發(fā)生喘振等現(xiàn)象。而風(fēng)機振動，在一定的運行時間以后，葉片會導(dǎo)致疲勞損壞，葉片可能會發(fā)生裂口。并且葉片磨損速度較快，影響葉片的使用壽命。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機運行效率偏低，影響廠用電耗，故經(jīng)濟性稍差。動葉可調(diào)軸流風(fēng)機采用雙極葉輪，轉(zhuǎn)速990 r/min，葉片較短，不易發(fā)生喘振、振動，調(diào)節(jié)速度快，風(fēng)機動葉可調(diào)效率較高，運行經(jīng)濟好。

靜葉可調(diào)引風(fēng)機受其特性限制，風(fēng)機裝置效率不會超過87%（比動調(diào)軸流風(fēng)機低，且高效率區(qū)比軸流式風(fēng)機小），適用于壓力系數(shù)介于離心風(fēng)機和動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機之間，而且前600 MW機組引風(fēng)機的壓力系數(shù)相對于流量系數(shù)來說普遍較小，與動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機的壓力系數(shù)比較吻合。另外，其在小流量區(qū)的馬鞍型喘振線，會使風(fēng)機在小流量運行或啟動后調(diào)節(jié)靜葉至運行工況的小流量階段，進入喘振區(qū)。因此，對于大型調(diào)峰機組不宜選用靜葉可調(diào)式軸流式風(fēng)機[3]。故鍋爐引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并后，采用雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機為最佳，其系統(tǒng)圖如圖3所示。

圖3引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并后系統(tǒng)圖

3改造后節(jié)能情況分析

引增壓風(fēng)機合并后，減少了風(fēng)機空耗，風(fēng)機出口至吸收塔煙道進行了優(yōu)化，阻力大大降低，合并后耗能將大幅降低[4]。

在風(fēng)機合并節(jié)能量預(yù)測方面，現(xiàn)在機組負荷650 MW，4臺風(fēng)機運行總電流為898 A，耗功為6.3×898×1.732×0.8=7 838 kW，引風(fēng)機、增壓風(fēng)機耗電率占機組耗電率在1.0～1.3%，燃用優(yōu)質(zhì)煙煤機組引風(fēng)機、增壓風(fēng)機耗電率偏低在1.0%左右，燃用褐煤機組引風(fēng)機、增壓風(fēng)機耗電率在1.3%左右。合并改造為2臺引風(fēng)機后，機組帶相同負荷總電流為600 A，功率因數(shù)按0.8計算，耗功量為6.3×600×1.732×0.8=5 238 kW，節(jié)能量為（7 838-5 238）/7 838=33.17%。所以，將2臺增壓風(fēng)機、2臺引風(fēng)機合并為2臺引風(fēng)機，其節(jié)能量為33.17%；風(fēng)機合并前后風(fēng)機占廠用電率變化為：

合并前（引風(fēng)機+增壓風(fēng)機）耗電率為 7 838/630 000（機組負荷650 MW時廠用電耗）=1.244%；

合并后（引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并后）耗電率為5 238/630 000（機組負荷650 MW時廠用電耗）=0.831 4%。

1臺機組年發(fā)電量按40億kW·h計算、每kW·h電按0.42元計算，年運行經(jīng)濟效益為40×（1.244-0.831 4）=1 650萬 kW·h。則 0.42×1 650=693萬元人民幣。折合節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤，按國家標(biāo)準(zhǔn)節(jié)約每萬kW·h電折合3.5 t標(biāo)準(zhǔn)煤計算，得1 650×3.5=5 775 t（標(biāo)準(zhǔn)煤），即節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5 775 t。

4結(jié)束語

為適應(yīng)目前鍋爐脫硝裝置改造，鍋爐引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合并是可行的、必要的，合并后能夠保證鍋爐更安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、環(huán)保運行，所以現(xiàn)運行650 MW

級鍋爐均應(yīng)進行引風(fēng)機與增壓風(fēng)機合并改造。

[1]蔣叢進，蔣詩遠，封乾君.鍋爐引風(fēng)機與脫硫增壓風(fēng)機合一技術(shù)經(jīng)濟分析[J].電力技術(shù)經(jīng)濟，2009（2）：31-34.

[2]李遠飛.300 MW機組引風(fēng)機和脫硫增壓風(fēng)機合并分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007，17（36）：287-288.

[3]竇連玉，李樂豐.煙氣脫硫增壓風(fēng)機的選型[J].山東電力技術(shù)，2005（5）：66-67，70.

[4]李燕青.600 MW火力發(fā)電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機的技術(shù)經(jīng)濟比較[J].電力技術(shù)經(jīng)濟，2007，19（3）：34-38.