孫大偉 石清鑫/西安熱工研究院有限公司

喬海勇 閃恒杰/華能沁北發(fā)電有限責任公司

600MW機組一次離心風機系統(tǒng)的整體優(yōu)化節(jié)能改造

孫大偉 石清鑫/西安熱工研究院有限公司

喬海勇 閃恒杰/華能沁北發(fā)電有限責任公司

本文針對國內火電機組實際運行情況，提出了風機系統(tǒng)整體優(yōu)化的節(jié)能思路，并對一臺600MW機組離心式一次風機系統(tǒng)進行整體優(yōu)化節(jié)能改造。其結果在提高風機運行效率的同時，還降低了系統(tǒng)風量和阻力，取得了非常理想的節(jié)能效果。

整體優(yōu)化；一次離心風機；節(jié)能降耗

0 引言

隨著國家節(jié)能減排政策的深入，國內火電機組的節(jié)能壓力非常大，國內各大發(fā)電集團紛紛開展火電機組深度節(jié)能工作。電站風機作為火電機組的最大耗能輔機是節(jié)能工作的重點。電站風機做功主要是對一定體積的煙氣或空氣做功，以滿足工藝系統(tǒng)的需要。因此，風機節(jié)能需要從系統(tǒng)優(yōu)化和風機提效兩個方面同時入手。首先通過系統(tǒng)優(yōu)化將系統(tǒng)阻力和風量降低到合理水平，在此基礎上進行風機優(yōu)化設計，才能達到最佳節(jié)能效果，這就是風機系統(tǒng)整體優(yōu)化節(jié)能思路。

本文對某電廠一臺600MW機組的一次離心式風機系統(tǒng)進行了整體優(yōu)化節(jié)能改造，首先通過系統(tǒng)優(yōu)化改造，改善了系統(tǒng)特別是空預器的漏風，降低了熱一次風機母管壓力。同時采用雙級動調軸流風機對一次風機進行了技術改造。改造后系統(tǒng)風量和阻力明顯下降，風機運行效率明顯提高，風機節(jié)能效果顯著。

1 一次風機系統(tǒng)改造前狀態(tài)介紹

1.1 機組系統(tǒng)設備介紹

該600MW超臨界燃煤汽輪發(fā)電機組，采用國產(chǎn)超臨界滑壓運行直流鍋爐，鍋爐型號DG1900/25.4-Ⅱ1型，單爐膛，一次中間再熱，尾部雙煙道結構。鍋爐設計燃用晉南、晉東南地區(qū)貧煤、煙煤的混合煤種，制粉系統(tǒng)配置有六臺ZGM113N型中速輥式磨煤機，并設有兩臺一次離心式風機，提供一次熱、冷風并輸送煤粉（配置有變頻器），一次離心風機設計參數(shù)見表1。

表1 改造前離心一次風機設備參數(shù)表

1.2 機組系統(tǒng)運行狀態(tài)

為了解一次風機運行狀態(tài)，依據(jù)我國電力行業(yè)標準DL/T 469-2004電站鍋爐風機現(xiàn)場性能試驗對一次風機進行現(xiàn)場熱態(tài)試驗。試驗結果見表2，試驗期間因變頻器故障一次風機工頻運行。

表2 一次風機實測值與設計值對比表

1.3 機組系統(tǒng)狀態(tài)分析

通過試驗數(shù)據(jù)及機組運行參數(shù)分析，得出目前一次離心風機系統(tǒng)存在如下問題：

1）機組變頻器故障較多，一次離心風機長期工頻運行，擋板門調節(jié)節(jié)流損失大；

2）試驗期間機組特別是空預器漏風較嚴重，滿負荷時風機風量已接近其TB最大設計風量。

3）原風機設計壓力過高，風壓裕量高達40％，一次離心風機與系統(tǒng)不匹配。

綜上所述，現(xiàn)有一次風系統(tǒng)不僅流量高，阻力大，而且風機運行效率低，具有較大節(jié)能空間。

2 一次風機系統(tǒng)整體優(yōu)化節(jié)能改造方案

2.1 系統(tǒng)空預器漏風改造

通過改前試驗發(fā)現(xiàn)，一次風系統(tǒng)漏風嚴重，本次改造中對空預器密封裝置進行了改造，降低了系統(tǒng)漏風。

2.2 一次風機參數(shù)設計

通過對一次風機參數(shù)優(yōu)化設計，在試驗數(shù)據(jù)的基礎上取10％的風量裕量，1 500Pa的風壓裕量。新一次風機TB工況設計參數(shù)為：風機流量：104m3/s；風機壓力：16 000Pa；進氣密度：1.128kg/m3。

2.3 一次風機設計選型

通過選型計算，新一次風機的設計比轉速為59，轉速為1 490r/min，可以選取離心風機也可以選取雙級動調軸流風機，通過對比分析采用動調軸流風機具有如下優(yōu)勢：

1）由制粉系統(tǒng)運行特點所決定，各負荷一次風機的運行點比較集中，尤其是工作壓力變化比較小。由于動調風機的高效區(qū)比較寬，而且高效區(qū)在風機中等開度附近，所以如果選型合理，可以使各負荷下的一次風機均能運行到動調風機的高效區(qū)，確保一次風機的運行效率。

2）軸流動調風機與離心風機相比，雖然增加了液壓油系統(tǒng)，但不需采用變頻器，設備的可靠性要較高。

綜上所述，一次風機節(jié)能改造采用雙級動調軸流風機。

2.4 一次離心風機動調軸流改造設計

由于動調軸流風機與離心風機相比在結構上差別很大，現(xiàn)場改造量很大。新動調風機與送風機平行布置，仍布置在原離心風機位置，改造前后風機系統(tǒng)現(xiàn)場情況見圖1和圖2，布置具體改造如下：

1）拆除原一次離心風機地面上基礎，利用原地下基礎重新澆灌；

2）原風機進口管道及消聲器利用，但進行進口移位；

3）對風機出口至空預器進口之間的風道進行優(yōu)化改造；

4）增設油站系統(tǒng)并進行DCS邏輯改造；

5）原電機不換，但進行移位處理。

圖1 改造前離心一次風機現(xiàn)場圖

圖2 改造后動調一次風機況現(xiàn)場圖

3 一次風機系統(tǒng)整體優(yōu)化節(jié)能改造效果

西安熱工研究院利用上述改造方案對該機組一次風機進行了改造，并對改造后風機進行了現(xiàn)場熱態(tài)性考核試驗。圖4給出了改造后動調風機的性能曲線及風機實際運行工況點位置，表3給出了改造前后一次風機系統(tǒng)參數(shù)對比。

圖4 改造后動調一次風機性能曲線及各運行工況點位置

通過上述參數(shù)對比可以看出：

1）改造后風機風量明顯下降

這主要是由于機組大修期間，電廠對空預器一次風機側的漏風進行檢修，降低了空預器一次風側的漏風率（改造前空預器漏風比較嚴重），這對降低系統(tǒng)阻力以及風機電耗都有直接影響。

2）機組檢修后系統(tǒng)阻力明顯降低

由于機組大修期間對空預器進行檢修，降低了系統(tǒng)漏風，系統(tǒng)通風量降低，同時對一次風機出口風道進行了改造，使空預器阻力和風道阻力均有明顯下降。滿負荷時，改造后空預器阻力下降約600Pa，空預器出口熱風母管壓力下降約1 000Pa，使得一次風機的電耗降低。

表3 一次風機系統(tǒng)改造前后參數(shù)對比表

3）風機運行效率提高明顯

通過風機技術改造，各負荷下風機實際運行效率均在80％以上，與改造前相比高負荷提高了20個百分點，中低負荷提高了30個百分點。風機運行經(jīng)濟性有非常明顯的提高。

綜上所述，通過對系統(tǒng)的優(yōu)化檢修以及風機節(jié)能改造，一次風機的電耗下降非常明顯。按機組年均74.5％的負荷率，年利用小時5 500小時計算，一次風機改造后與改前試驗狀態(tài)相比，每年風機耗能下降約1 300萬kW·h，廠用電率下降0.31個百分點，按照電費0.4元/kW·h核算，每年節(jié)省電費520萬元，風機節(jié)能效果顯著。

4 總結

1）從系統(tǒng)和風機兩個角度同時對機組風機系統(tǒng)進行優(yōu)化技術改造，才能取得最大的節(jié)能效果。

2）對于600MW機組離心一次風機系統(tǒng)而言，可采用雙級動調軸流風機進行節(jié)能技術改造。

3）本次系統(tǒng)整體優(yōu)化節(jié)能改造技術應用十分成功，對今后火電機組風機節(jié)能改造具有很好的參考價值。

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The Integral Optimization Research on Energy Saving Reforms for 600MW Primary Centrifugal Fans

Sun Da-wei，Shi Qing-xin/Xi'an Thermal Power Research Institude Co.Ltd
Qiao Hai-yong，Shan Heng-jie/Huaneng Qinbei Power Generation Limited Liability Company

According to the actual operating standard of domestic thermal power units, theenergysavingreformsolutionfor integral optimization of fan systems was put forward,andtheintegraloptimization energy saving reform was implemented on a 600MW primary centrifugal fan unit.The operationefficiencyofthefanwas improved,meanwhile,systemairvolume and resistance was reduced.The energy saving target was met.

integral optimization;primary centrifugal fan;Saving energy and reducing consumption

TH432；TK05

A

1006-8155（2016）02-0078-04

10.16492/j.fjjs.2016.02.0014

2015-12-15陜西西安710003