潘東兵
摘 要:以國電太原第一熱電廠#11鍋爐為例,簡要介紹了電廠300 MW機組脫硝改造的相關(guān)內(nèi)容,探討了鍋爐引風機與增壓風機合二為一的可行性,闡述了風機型式和參數(shù)選擇等內(nèi)容。采取了引增合一改造方案后,從安全性和經(jīng)濟性兩方面入手,驗證了風機引增合一的合理性和實用性。
關(guān)鍵詞:引風機;增壓風機;脫硝改造;鍋爐
中圖分類號:TM621.2 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.006
1 設(shè)備概況
1.1 鍋爐概況
中國國電集團公司太原第一熱電廠五期工程2×300 MW汽輪發(fā)電機組的#11鍋爐是由波蘭拉法克公司制造的,型號為BP-1025,總體型式為亞臨界壓力、中間再熱、低倍率全負荷再循環(huán)、全懸吊、平衡通風、單爐膛、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣和燃煤鍋爐。
1.2 引風機、增壓風機概況
#11爐的引風機和增壓風機是分開設(shè)置的,引風機型號為靜調(diào)/AN-30-e6,2臺/爐。引風機設(shè)計參數(shù)如表1所示。
1.3 煤質(zhì)參數(shù)
實際入爐煤煤質(zhì)分析如表3所示。
2 引風機、增壓風機運行概況
2.1 引風機運行參數(shù)
引風機的運行參數(shù)如表4所示。
2.2 增壓風機運行參數(shù)
增壓風機的運行參數(shù)如表5所示。
2.3 風煙系統(tǒng)沿程阻力
風煙系統(tǒng)沿程阻力如表6所示。
3 項目改造的必要性
根據(jù)國家經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的指導(dǎo)思想,電廠300 MW燃煤機組準備增設(shè)脫硝裝置。施行脫硫系統(tǒng)改造計劃后,煙氣系統(tǒng)的阻力有所提升。改造后,在BMCR工況下,脫硝阻力增加了1 000 Pa,脫硫系統(tǒng)阻力增加了800 Pa。將脫硝、脫硫改造前后引風機的運行工況繪制在引風機性能曲線上,通風機性能曲線如圖1所示。
從圖1中可以看出,現(xiàn)有引風機為靜葉可調(diào)軸流風機,失速區(qū)比較寬。因為現(xiàn)在的引風機、增壓風機裕量不大,改造后滿負荷點已經(jīng)非常接近失速線了,所以,無法保證引風機的運行安全。當?shù)拓摵牲c位于失速區(qū)時,引風機就會出現(xiàn)失速的情況。因為引風機的出力無法滿足脫硝、脫硫改造后系統(tǒng)阻力的要求,所以,需要選擇新型號的增壓風機和引風機。
目前,我廠可選擇的風機型式有3類,即動葉可調(diào)式軸流風機,靜葉可調(diào)式軸流風機,雙速或變頻、雙吸式離心風機。根據(jù)我廠的負荷特性,要求機組具有調(diào)峰能力和可變負荷的運行方式。由于雙速離心風機調(diào)峰經(jīng)濟性差、運行電耗大、變頻離心風機初投資費用太高,所以,第3類風機不予考慮。靜調(diào)風機的調(diào)節(jié)門扭矩比較大,需要1 000 N·m以上;動調(diào)風機是直接調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)裝置,從而調(diào)節(jié)葉片開度,其調(diào)節(jié)扭矩比較小,約為200 N·m。由此可知,動調(diào)風機調(diào)節(jié)速度能跟上機組負荷的變化,能有效發(fā)揮爐膛的防爆性能。
由于動調(diào)風機葉片可以調(diào)節(jié),所以,它能適應(yīng)不同工況下的不同煙氣量,以保證風機葉柵效率。靜調(diào)風機的高效區(qū)域要比動調(diào)風機的范圍小很多,動調(diào)風機具有調(diào)峰性能好、運行經(jīng)濟,電動機啟動力矩小、啟停快(啟動力矩約為動調(diào)風機的38%)等優(yōu)點。
帶增壓風機運行時,系統(tǒng)調(diào)節(jié)比較復(fù)雜,但是,引風機與增壓風機合一后,調(diào)節(jié)對象單一,煙氣系統(tǒng)響應(yīng)負荷變化要比分設(shè)模式迅速、準確。因此,引風機改造還是要考慮采用增引合一的方案。
由上述分析可知,在相同參數(shù)的工況條件下,動葉可調(diào)式軸流風機體積、質(zhì)量、效率和調(diào)節(jié)性能等都優(yōu)于靜葉可調(diào)式軸流風機。因此,建議對五期鍋爐引風機和增壓風機進行引增合一改造,將風機改為動葉可調(diào)式軸流風機。風機選型和具體參數(shù)如表7所示。
4 引增合一改造方案
對#11爐引風機、增壓風機進行引增合一改造,拆除#11爐現(xiàn)有的增壓風機,選用2臺新型引風機。引增合一改造投資估算情況如表8所示。
二、設(shè)計費、調(diào)試費
5 改造方案的可行性分析
將引風機和增壓風機合并改造后,增壓風機、引風機合并改造工程取消了增壓風機和旁路煙道,優(yōu)化了引風機出口至脫硫塔入口段煙道,降低了系統(tǒng)阻力,同時,還減少了1臺增壓風機的故障點,避免因脫硫風機出現(xiàn)故障導(dǎo)致非停事故,有效提高了設(shè)備運行的安全性和可靠性。在重新選擇引風機型號時,采用雙級動調(diào)軸流風機可以保持比較高的運行效率,而且節(jié)電效果明顯,有效提高了機組的經(jīng)濟性,達到了節(jié)能減排的目的。
改造前#11爐引風機滿負荷效率約65%,電機輸入功率為1 540 kW;增壓風機滿負荷效率約60%,電機輸入功率為1 500 kW,引風機和增壓風機總功率為4 580 kW。改造后,新引風機滿負荷效率約85%,電機輸入功率為1 687 kW,2臺新引風機總功率為3 374 kW。改造后,能耗減少了1 206 kW,按機組平均運行7 000 h計算,全年節(jié)電量為(按最小計算)1 206×7 000=844.2×104 kW·h;節(jié)約費用為844.2×0.37=312.4萬元。由此可知,改造成本回收期為855÷312.4=2.74年。
6 結(jié)論
增壓風機、引風機合并改造后,節(jié)能效果明顯,即使忽略目前風機效率低等因素,也可以在2.74年回收投資。所以,引風機代替脫硫增壓風機的節(jié)能改造工程節(jié)電效果很明顯,大大提高了機組運行的經(jīng)濟性,為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益,為貫徹落實“節(jié)能減排”作出了巨大的貢獻。