姬海宏，李 晶，官慶祥，魏笑峰，樓 濤

（華電電力科學(xué)研究院，浙江 杭州 310030）

0 引言

某燃煤電廠600MW機(jī)組配置SG1910/25.4-M006/007型超臨界直流爐，每臺鍋爐配制兩臺AN33e6（V19-1°）型靜葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)，尾部配置石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)采用AP1-47/22型動(dòng)葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，不設(shè)置GGH。

該廠位于福州市，屬于國家“十二五”大氣污染防治規(guī)劃重點(diǎn)區(qū)域[1]，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，已取消脫硫系統(tǒng)的旁路煙道，脫硫系統(tǒng)一躍成為第四大主機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)作為脫硫系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其運(yùn)行的可靠性直接影響整臺機(jī)組的安全運(yùn)行，因此，需要對煙氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

1 增壓風(fēng)機(jī)優(yōu)化思路選擇

取消脫硫系統(tǒng)旁路后，脫硫系統(tǒng)成為煙氣的必經(jīng)之路，增壓風(fēng)機(jī)作為脫硫系統(tǒng)的主要故障點(diǎn)之一將影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對不設(shè)置GGH的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行煙氣系統(tǒng)優(yōu)化主要著手于減少增壓風(fēng)機(jī)故障。其主要方案如下：

（1）保留增壓風(fēng)機(jī)，增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路。

脫硫系統(tǒng)取消旁路后，當(dāng)增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可適當(dāng)降低負(fù)荷，通過擋板門的切換實(shí)現(xiàn)“不停主機(jī)、隔離檢修增壓風(fēng)機(jī)”?？蓽p少由于增壓風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致的停機(jī)和啟機(jī)損失。

另外，在適當(dāng)?shù)呢?fù)荷下運(yùn)行時(shí)，通過旁路隔離增壓風(fēng)機(jī)，靠引風(fēng)機(jī)克服系統(tǒng)阻力，減少增壓風(fēng)機(jī)能耗。

（2）“引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并”。

增壓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合并布置（簡稱引增合一），減少了相關(guān)的控制系統(tǒng)。改造后煙氣從除塵器出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)直接到吸收塔，經(jīng)GGH（氣氣換熱器）換熱后至煙囪排放，工藝流程順暢[2]。

按新標(biāo)準(zhǔn)要求，2014年7月以后該燃煤電廠要求SO2排放濃度小于50mg/Nm3、煙塵排放濃度小于20mg/Nm3[3]。為使污染物達(dá)標(biāo)排放，該廠可能需進(jìn)行多項(xiàng)環(huán)保改造，將影響引風(fēng)機(jī)增容的選型。

另外，“引—增合一”需要對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，其改造費(fèi)用遠(yuǎn)高于增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路的費(fèi)用，并且改造時(shí)間較長。

因此，增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路煙道改造無論是在日常運(yùn)行檢修上，還是在安全上、經(jīng)濟(jì)性上都具有較大的優(yōu)勢和意義。因此，該廠煙氣系統(tǒng)優(yōu)化優(yōu)先考慮增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路方案。

2 風(fēng)機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀及增壓風(fēng)機(jī)隔離運(yùn)行負(fù)荷估算

2.1 引風(fēng)機(jī)

根據(jù)測試結(jié)果，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)見表1。

表1 引風(fēng)機(jī)測試結(jié)果

2.2 增壓風(fēng)機(jī)

根據(jù)測試結(jié)果，增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)見表2。

表2 增壓風(fēng)機(jī)測試結(jié)果

從引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況可以看出，A、B兩臺引風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行全壓為4314Pa和4403Pa，平均4358Pa，其設(shè)計(jì)BMCR工況下全壓為5354Pa?？梢娨L(fēng)機(jī)尚有1000Pa左右的裕量；增壓風(fēng)機(jī)在接近滿負(fù)荷條件下壓力為1312Pa左右；顯然機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行條件下，仍需運(yùn)行增壓風(fēng)機(jī)。

機(jī)組75%負(fù)荷條件下運(yùn)行，A、B引風(fēng)機(jī)全壓分別為2594Pa和2713Pa，平均2654Pa，引風(fēng)機(jī)裕量為2000Pa左右，增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力小于1000Pa?？梢娨L(fēng)機(jī)完全可以滿足隔離增壓風(fēng)機(jī)情況下的運(yùn)行。

因此根據(jù)75%負(fù)荷下壓力裕量，通過內(nèi)差法估算約在525MW左右可隔離增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，但由于現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行條件較理想條件惡劣，估算機(jī)組負(fù)荷在500MW以下可以滿足隔離增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行。增壓風(fēng)機(jī)增設(shè)旁路可行且效果較為明顯。

3 方案介紹

改造方案如下：在現(xiàn)有主煙道上新增開口一個(gè)，作為新裝增壓風(fēng)機(jī)旁路煙道的煙氣引接口，并增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路擋板門、增壓風(fēng)機(jī)出口擋板門，以便于各工況之間的切換；煙道留有足夠的直段以便于儀控測點(diǎn)的布置；吸收塔進(jìn)口處煙道采用彎頭接入，保證了煙道截面，且未對塔進(jìn)口處氣流流場產(chǎn)生較大影響。如圖1所示。

改造方案所涉及主要設(shè)備和材料清單見表3。

4 方案實(shí)施效果

圖1 該電廠增壓風(fēng)機(jī)旁路布置圖

表3 改造設(shè)備材料

此次運(yùn)行試驗(yàn)機(jī)組負(fù)荷從400MW開始開啟增壓風(fēng)機(jī)旁路，并同步啟動(dòng)關(guān)閉增壓風(fēng)機(jī)程序，進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)旁路運(yùn)行模式，待該負(fù)荷工況下穩(wěn)定運(yùn)行后，以負(fù)荷上升20MW為一工況逐步增加機(jī)組負(fù)荷，考慮增壓風(fēng)機(jī)旁路運(yùn)行的最大帶載能力，試驗(yàn)至500MW負(fù)荷時(shí)由于引風(fēng)機(jī)開始出現(xiàn)搶風(fēng)傾向，試驗(yàn)終止。可見如果負(fù)荷500MW以下，增壓風(fēng)機(jī)可旁路運(yùn)行，并可以保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 增加增壓風(fēng)機(jī)旁路后風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況

5 經(jīng)濟(jì)效益

增壓風(fēng)機(jī)增加旁路帶來的經(jīng)濟(jì)效益主要來源于節(jié)省電耗及減少機(jī)組非停帶來的經(jīng)濟(jì)損失。由于增壓風(fēng)機(jī)故障引起的機(jī)組非停次數(shù)很難定量說明，這里只對節(jié)省電耗帶來的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行估算。

該電廠優(yōu)化機(jī)組近3年負(fù)荷情況見表5。

表5 該廠優(yōu)化機(jī)組3年負(fù)荷情況

從表中可以看出，3年平均負(fù)荷率為76.12%，相對600MW機(jī)組在456MW下運(yùn)行。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)情況對400MW及450MW機(jī)組進(jìn)行了開增壓風(fēng)機(jī)旁路和關(guān)增壓風(fēng)機(jī)旁路電流對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 開關(guān)增壓風(fēng)機(jī)旁路風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況對比 A

機(jī)組負(fù)荷400MW時(shí)，相對增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，旁路運(yùn)行時(shí)三臺風(fēng)機(jī)總電流下降了133A，由于電壓等級為6kV，該負(fù)荷下功率因數(shù)為0.84計(jì)算，電機(jī)效率為96%，根據(jù)功率計(jì)算公式計(jì)算則節(jié)約為1209kW。

同上，機(jī)組負(fù)荷450MW相對增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，旁路運(yùn)行時(shí)三臺風(fēng)機(jī)總電流下降了123A，則電耗下降了約1118kW。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)3年平均負(fù)荷在456MW，由于現(xiàn)場較難調(diào)節(jié)正合適的負(fù)荷，按450MW計(jì)算，停運(yùn)增壓風(fēng)機(jī)按每小時(shí)節(jié)電1118kW，該廠上網(wǎng)電價(jià)為0.45元/kWh，每小時(shí)可減少電價(jià)成本503元。3年平均每年運(yùn)行6646h，每年平均節(jié)約成本約334萬元。

6 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)行國家政策，脫硫系統(tǒng)取消旁路后可采用增加增壓風(fēng)機(jī)旁路或“引-增合一”的辦法來減少故障點(diǎn)，從而保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)電廠執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)、投資費(fèi)用以及施工工期等實(shí)際情況，最終確定采用增加增壓風(fēng)機(jī)旁路的方案來實(shí)現(xiàn)減少故障點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及增壓風(fēng)機(jī)隔離檢修。

通過詳細(xì)論證，引風(fēng)機(jī)具有較大裕量能夠滿足較長時(shí)間的隔離增壓風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

增設(shè)增壓風(fēng)機(jī)旁路，可以消除增壓風(fēng)機(jī)故障造成的主機(jī)安全運(yùn)行隱患，并且在一定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)具有較高的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]環(huán)發(fā)（2012）130號關(guān)于印發(fā)《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》的通知[Z].

[2]戴航丹，羅志浩，柳衛(wèi)榮，等.取消FGD旁路檔板后提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性的探討[J]浙江電力，2013，39（7）：46～48.

[3]GB13223-2011，火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)[S].