500 t/h鍋爐送風(fēng)機增容改造研究

呂 太，郭振威，陳 躍

(東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，吉林吉林 132012)

500 t/h鍋爐送風(fēng)機增容改造研究

呂 太，郭振威，陳 躍

(東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，吉林吉林 132012)

針對吉林某熱電廠11號鍋爐運行中存在的燃燒氧量供應(yīng)不足、無法達到額定負荷的問題，通過熱態(tài)試驗分析了該爐送風(fēng)機的實際運行工況，提出了送風(fēng)機的改造方案并實施。改造后熱態(tài)試驗及運行結(jié)果表明，改造后增加了送風(fēng)機出力，使鍋爐達到了設(shè)計負荷，提高了鍋爐效率，保證了鍋爐安全、經(jīng)濟運行。

電廠鍋爐;送風(fēng)機;增容改造

0 引言

吉林某熱電廠11號鍋爐型號為Е－500－13.8－560КГ，配備2臺型號為 G4－73－12№20D 型離心式送風(fēng)機。送風(fēng)機自2007年12月投運以來，流量和壓力偏低，煤質(zhì)變差時送風(fēng)機出力不足，增大了鍋爐的氣體和固體未完全燃燒熱損失。因此，為了提高鍋爐效率，使機組穩(wěn)定運行，本文對原送風(fēng)機進行了增容改造，增加葉輪直徑，加長風(fēng)機葉片，改造后送風(fēng)機出力明顯提高，滿足鍋爐燃燒所需的正常風(fēng)量，從根本上解決了送風(fēng)機出力不足的問題。

1 送風(fēng)機改造前熱態(tài)試驗

吉林某熱電廠11號鍋爐離心式送風(fēng)機電動機額定轉(zhuǎn)速為990 r/min，風(fēng)機與電機采用液力耦合器連接，相關(guān)主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表1所示。

該機組鍋爐設(shè)計負荷為500 t/h，最大試驗負荷為430 t/h。在機組運行時，運行人員發(fā)現(xiàn)很難達到滿負荷，繼續(xù)增加負荷，煙囪冒黑煙，此時送風(fēng)機勺管開度已達到85%左右。根據(jù)運行經(jīng)驗，認為造成這種現(xiàn)象的原因為送風(fēng)機出力不足、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)嚴(yán)重等，使燃料不能完全燃燒。為核實該判斷是否正確，提出對該爐送風(fēng)機進行熱態(tài)性能試驗［1－2］。熱態(tài)試驗結(jié)果如表2所示。

表1 改造前送風(fēng)機及電機參數(shù)

表2 11號鍋爐送風(fēng)機改造前熱態(tài)試驗參數(shù)

由表2試驗數(shù)據(jù)表明，試驗期間鍋爐能達到的最大負荷為430 t/h，此時甲、乙側(cè)送風(fēng)機入口擋板開度均為100%，送風(fēng)機轉(zhuǎn)速達到最大轉(zhuǎn)速990 r/min。實測甲側(cè)送風(fēng)機風(fēng)量為243 279 m3/h，全壓為4 510 Pa，全壓效率為81.71%;乙側(cè)送風(fēng)機風(fēng)量為260 928 m3/h，全壓為 4 652 Pa，全壓效率為82.12%。送風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量為283 000 m3/h，設(shè)計全壓為4 920 Pa，說明送風(fēng)機已達到設(shè)計出力，仍無法滿足鍋爐滿負荷的要求。

經(jīng)測量，甲側(cè)高溫空預(yù)器入口氧量為3.7%，低溫空預(yù)器出口氧量為4.2%，計算甲側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)為5.8%;乙側(cè)高溫空預(yù)器的氧量為3.8%，低溫空預(yù)器氧量為4.4%，計算乙側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)為6.3%，兩側(cè)空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)均小于20%，均在正常設(shè)計范圍內(nèi)，說明11號鍋爐未達到滿負荷與空預(yù)器漏風(fēng)無關(guān)。

2 改造方案及實施過程

2.1 改造方案

根據(jù)送風(fēng)機熱態(tài)試驗數(shù)據(jù)分析，11號鍋爐現(xiàn)有的2臺送風(fēng)機出力均接近設(shè)計值，但無法滿足鍋爐額定負荷500 t/h的要求，而且送風(fēng)機流量與壓頭幾乎沒有裕量;甲、乙側(cè)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)均在正常設(shè)計范圍內(nèi)?？紤]到更換送風(fēng)機費用較大、工期較長、可行性較差，并結(jié)合該熱電廠的實際情況及參考其它電廠的調(diào)研結(jié)果，認為應(yīng)在原有風(fēng)機上增大葉輪直徑和葉片長度，可改變當(dāng)前運行狀況。

為使送風(fēng)機改造準(zhǔn)確可靠，現(xiàn)根據(jù)熱態(tài)實測最大負荷430 t/h時送風(fēng)機風(fēng)量推算滿負荷時所需空氣量。甲側(cè)送風(fēng)機流量為243 279 m3/h，乙側(cè)送風(fēng)機流量為260 928 m3/h。送風(fēng)機系統(tǒng)的總風(fēng)量為504 207 m3/h，據(jù)此推算出當(dāng)負荷500 t/h時送風(fēng)量為586 288 m3/h，則每臺送風(fēng)機風(fēng)量為293 144 m3/h。

按照鍋爐最大實際負荷430 t/h的測量結(jié)果，送風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量為504 207 m3/h，甲、乙送風(fēng)機全壓分別為 4 510 Pa、4 652 Pa，爐膛負壓為 －110 Pa，說明送風(fēng)機壓頭稍低。當(dāng)機組滿負荷運行時，送風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)量為586 288 m3/h，此時為克服風(fēng)道阻力，送風(fēng)機全壓至少需要5 000 Pa。

2.2 改造過程

加長葉輪葉片后，風(fēng)機和標(biāo)準(zhǔn)葉輪的風(fēng)機參數(shù)之間的關(guān)系［4］為

式中:Q、P、N分別為標(biāo)準(zhǔn)葉輪外徑D時風(fēng)機的風(fēng)量、全壓和軸功率;Q0、P0、N0分別為加長葉輪外徑D0時風(fēng)機的風(fēng)量、全壓和軸功率。

擬定將現(xiàn)有送風(fēng)機的葉輪增加到2.08 m，即將原G4－73－12№20D型送風(fēng)機改造為G4－73－13№20.8D型送風(fēng)機。一般來說，風(fēng)機葉輪葉片每加長10%，效率將降低1%，風(fēng)機的葉輪葉片加長后，應(yīng)考慮氣流的流線形狀發(fā)生變化對風(fēng)機效率的影響，因此對送風(fēng)機機殼、集流器及聯(lián)通風(fēng)道應(yīng)進行相應(yīng)的局部調(diào)整。

由熱態(tài)試驗數(shù)據(jù)可知，甲、乙側(cè)送風(fēng)機實際功率分別為412 kW、408 kW，考慮風(fēng)機改造前后葉輪葉片變化對風(fēng)機功率的影響，公式(3)計算的改造后風(fēng)機功率為465 kW，離心式風(fēng)機的電動機容量安全系數(shù)取1.2，則需要558 kW電機功率，仍小于現(xiàn)有電機功率560 kW，說明現(xiàn)有電機能滿足送風(fēng)機增容改造后配風(fēng)要求，不需增加電機容量。

2011年6月17日，該熱電廠11號爐停爐檢修，將2臺送風(fēng)機葉輪拆下進行增加葉輪直徑、加長葉片改造，加長葉輪葉片后進行焊點打磨，調(diào)節(jié)葉輪平衡，同時對入口集流器做適當(dāng)改動;對2臺送風(fēng)機出口聯(lián)通管道加裝隔離擋板，使2臺送風(fēng)機分別供風(fēng)。改造后送風(fēng)機及電機參數(shù)如表3所示。

表3 改造后送風(fēng)機及電機參數(shù)

3 送風(fēng)機改造后熱態(tài)試驗及改造效果

2011年6月24日葉輪葉片、入口集流器改造完成，在2臺送風(fēng)機出口聯(lián)通管道處加裝隔離擋板。為了考核改造后送風(fēng)機的最大出力及鍋爐帶負荷情況，于2011年6月29日進行送風(fēng)機系統(tǒng)改造后熱態(tài)試驗［1－2］，熱態(tài)試驗數(shù)據(jù)如表4所示。

由送風(fēng)機改造后熱態(tài)試驗數(shù)據(jù)表4可以看出，對11號鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)進行上述改造后，風(fēng)機流量及風(fēng)壓比改造前有所增加，而且留有部分裕量;鍋爐負荷明顯增大，熱態(tài)試驗期間機組發(fā)電負荷為124 MW，鍋爐蒸發(fā)量為495 t/h，完全能夠滿足機組125 MW的滿負荷運行要求;2臺送風(fēng)機出口聯(lián)通管道處加裝了隔離擋板，預(yù)防了送風(fēng)機出口聯(lián)通風(fēng)道由于風(fēng)量風(fēng)速不均勻引起的搶風(fēng)現(xiàn)象。

4 結(jié)論

該送風(fēng)機改造后熱態(tài)試驗結(jié)果表明，此次送風(fēng)機增容改造提高了鍋爐蒸發(fā)量、空預(yù)器出口煙氣氧量，增加了鍋爐的燃料適應(yīng)性，滿足鍋爐帶額定負荷的要求;爐膛負壓比改造前有所降低，爐膛負壓降低可以減少鍋爐的漏風(fēng)量，提高了鍋爐效率。

表4 11號鍋爐送風(fēng)機改造后熱態(tài)試驗參數(shù)

［1］中華人民共和國電力行業(yè)協(xié)會.DL/T 469－2004，電站鍋爐風(fēng)機現(xiàn)場性能試驗［S］.北京:中國電力出版社，2004.

［2］廖宏楷，王力.電站鍋爐試驗［M］.北京:中國電力出版社，2007.

［3］陳由旺，王皆騰，陳軍，等.改造引風(fēng)機葉輪 提高引風(fēng)機出力［J］.承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報，1999，1(2).

［4］宋世忠，張克亮，李生才.DG670t/h鍋爐引風(fēng)機改造［J］.華北電力技術(shù)，1995(3).

［5］李前宇，趙凱，梅東升，等.300MW CFB鍋爐一次風(fēng)機選型原則探討［J］.熱力發(fā)電，2010，39(20).

［6］高寶桐，高振華，呂長海.600MW火電機組鍋爐引風(fēng)機變頻器改造效果分析［J］.華北電力技術(shù)，2009(8).

Capacity－increasing transformation of 500 t/h boiler blower

LV Tai，GUO Zhenwei，CHEN Yue
(School of Energy and Power Engineering of Northeast Dianli University，Jilin 132012，China)

Aiming at the problems in the running of No.11 Boiler in a power plant in Jilin，including insufficient supply of oxygen for combustion and incapability of reaching rated load，this paper analyzes the practical running condition of the boiler blower through hot test，proposes relevant transformation plan，which has been implemented.Hot test after transformation and running effect show that the transformation increases blower output，which enables the boiler reach the designed load，and enhances boiler efficiency and guarantees safe and economic running.

power plant boiler;blower;capacity－increasing transformation

TK223.26

A

1002－1663(2012)02－0093－03

2011－09－19

呂 太(1957－)，男，1982年畢業(yè)于東北電力大學(xué)熱能工程專業(yè)，教授，主要從事火力發(fā)電廠節(jié)能技術(shù)研究工作。

(責(zé)任編輯 侯世春)