1 000 MW機(jī)組鍋爐汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)分析

應(yīng)明良，冉志超

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2.杭州意能電力技術(shù)有限公司，杭州 310014）

1 000 MW機(jī)組鍋爐汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)分析

應(yīng)明良1，冉志超2

（1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014；2.杭州意能電力技術(shù)有限公司，杭州 310014）

為節(jié)約廠用電、減少設(shè)備維護(hù)成本、簡(jiǎn)化引風(fēng)機(jī)的DCS控制方式，對(duì)某1 000 MW機(jī)組進(jìn)行了引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并后采用小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的改造。在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)調(diào)試過(guò)程中進(jìn)行汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)并入運(yùn)行、最大出力試驗(yàn)，并對(duì)啟動(dòng)過(guò)程中的風(fēng)機(jī)搶風(fēng)現(xiàn)象給出了操作建議。

鍋爐；汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)；并列運(yùn)行；分析

0 引言

引風(fēng)機(jī)是發(fā)電廠最耗電的設(shè)備之一，1 000 MW機(jī)組的2臺(tái)靜葉調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的電功率占單機(jī)發(fā)電容量的1.48%，在機(jī)組負(fù)荷較低或減負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)節(jié)流較多、效率低。

對(duì)鍋爐電動(dòng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行蒸汽驅(qū)動(dòng)、引增合一（引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并）的改造成為近年國(guó)內(nèi)火力發(fā)電行業(yè)的熱點(diǎn)。利用蒸汽驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)可節(jié)約廠用電；可方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使引風(fēng)機(jī)在不同負(fù)荷下保持高效率；可避免大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流對(duì)廠用電系統(tǒng)的影響；引增合一可減少設(shè)備的維護(hù)成本，簡(jiǎn)化DCS（分散控制系統(tǒng)）控制方式。為了提供運(yùn)行操作參數(shù)，對(duì)改造后的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了并入運(yùn)行和最大出力試驗(yàn)。

1 設(shè)備概況

某1 000 MW超超臨界機(jī)組鍋爐原配置2臺(tái) 50%BMCR（鍋爐最大出力工況）容量引風(fēng)機(jī)和2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，采用定速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在機(jī)組大修中進(jìn)行了改造，原有2臺(tái)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)改為背壓式調(diào)速汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，并進(jìn)行引增合一改造，增加1臺(tái)40%THA（熱耗率驗(yàn)收工況）容量的電動(dòng)引風(fēng)機(jī)，作為機(jī)組啟動(dòng)用引風(fēng)機(jī)。即改造后引風(fēng)機(jī)配置為2臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)（A/B）和1臺(tái)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)（C）。

每臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)配置1臺(tái)背壓式汽輪機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)小機(jī)），機(jī)組較高負(fù)荷時(shí)，小機(jī)汽源考慮全部采用鍋爐一級(jí)再熱器出口蒸汽；低負(fù)荷時(shí)，引風(fēng)機(jī)軸功率較低，考慮到小機(jī)的運(yùn)行效率和排汽溫度，小機(jī)汽源采用鍋爐一級(jí)再熱器出口蒸汽和汽輪機(jī)高壓缸排汽（冷段）的混合蒸汽。改造后引風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)見(jiàn)表1和表2。

2 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)并入運(yùn)行試驗(yàn)

2.1 第1臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)（B）并入運(yùn)行

在電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C運(yùn)行的情況下，進(jìn)行汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B并入運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前，鍋爐總風(fēng)量約為1 450 t/h左右。汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B小機(jī)轉(zhuǎn)速先升至3 600 r/min，與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速基本一致，然后逐漸開(kāi)啟汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉。之前爐膛負(fù)壓由電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C靜葉自動(dòng)控制，隨著汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉的開(kāi)大，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的出力逐漸增加，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度會(huì)逐漸減小，電流也會(huì)逐漸減小。

當(dāng)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度比電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度大5%～10%時(shí)，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B將會(huì)突然帶上出力，爐膛負(fù)壓會(huì)急劇下降，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度會(huì)下降很多，這時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)小汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度，并增加鍋爐總風(fēng)量，調(diào)整汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C靜葉開(kāi)度基本一致，使2臺(tái)引風(fēng)機(jī)的流量一致，避免互相搶風(fēng)。圖1為汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B并入運(yùn)行時(shí)主要參數(shù)的變化情況。

2.2 第2臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)（A）并入運(yùn)行

試驗(yàn)前機(jī)組負(fù)荷為480 MW、鍋爐總風(fēng)量為1 400 t/h左右、電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B并列運(yùn)行、汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度為90%左右，逐漸提高汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A小機(jī)轉(zhuǎn)速至3 600 r/min，準(zhǔn)備并入汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A。

在并入汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A前，先逐漸關(guān)小電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度至5%左右，此時(shí)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C基本沒(méi)有出力。然后逐漸開(kāi)大汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A的靜葉開(kāi)度，同時(shí)關(guān)小汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度，當(dāng)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A的靜葉開(kāi)度比汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度大10%后，增加鍋爐總風(fēng)量，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A帶出力，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A與B的風(fēng)量接近，同時(shí)開(kāi)大汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A與B的靜葉開(kāi)度，使2臺(tái)引風(fēng)機(jī)的流量一致。圖2為汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A并入運(yùn)行時(shí)主要參數(shù)的變化情況。

表1 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)各主要工況下的功率和轉(zhuǎn)速

表2 電動(dòng)引風(fēng)機(jī)和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)參數(shù)

圖1 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B并入運(yùn)行時(shí)主要參數(shù)變化趨勢(shì)

圖2 汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A并入運(yùn)行時(shí)主要參數(shù)變化趨勢(shì)

值得注意是，由于電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)A/B的容量不同，且電動(dòng)引風(fēng)機(jī)為定速風(fēng)機(jī)，而汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)為變速風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行操作時(shí)，一旦兩者的出力偏差過(guò)大，極易造成2臺(tái)風(fēng)機(jī)相互搶風(fēng)。

3 單臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)最大出力試驗(yàn)

在機(jī)組負(fù)荷為450 MW、電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B并列運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行了汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的最大出力試驗(yàn)。此時(shí)，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度為43.5%，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的靜葉開(kāi)度為61.8%，鍋爐總風(fēng)量為1 820 t/h左右。

汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉開(kāi)度投自動(dòng)，逐漸關(guān)小電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉開(kāi)度，直至5%左右，同時(shí)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉開(kāi)度自動(dòng)開(kāi)大，至汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉開(kāi)度為75%左右時(shí)，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉自動(dòng)撤出，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B轉(zhuǎn)速自動(dòng)投入，將汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉開(kāi)度手動(dòng)開(kāi)至85%左右。

在關(guān)小電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的靜葉的過(guò)程中，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)出力逐漸加大，此時(shí)需逐漸增加機(jī)組負(fù)荷。因?yàn)槠麆?dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)的出力取決于小機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)，在增加機(jī)組負(fù)荷的過(guò)程中，小機(jī)進(jìn)汽溫度和壓力都會(huì)有所上升，提高了小機(jī)的出力，從而提高汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)的出力。

在機(jī)組負(fù)荷為510 MW時(shí)，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B小機(jī)進(jìn)汽壓力為 2.80 MPa，進(jìn)汽溫度為497.6℃，小機(jī)調(diào)門(mén)開(kāi)度為86%左右，小機(jī)轉(zhuǎn)速為4 000 r/min左右（小機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為4 894 r/min），此時(shí)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為695 r/min，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B靜葉開(kāi)度為85%，鍋爐總風(fēng)量為1 840 t/h左右。故單臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)的機(jī)組最大出力負(fù)荷為510 MW左右。

4 單臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)最大出力試驗(yàn)

在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C并列運(yùn)行時(shí)，進(jìn)行了最大出力試驗(yàn)。

電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C的出力其靜葉開(kāi)度決定，沒(méi)有變轉(zhuǎn)速運(yùn)行的能力，而汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B則可變轉(zhuǎn)速、可變靜葉開(kāi)度。當(dāng)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，考慮到2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)的和諧性，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)也作為定速風(fēng)機(jī)運(yùn)行，故汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B的小機(jī)轉(zhuǎn)速控制在3 600 r/min左右，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為580 r/min，與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速基本一致，以防止因2臺(tái)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差比較大而造成相互搶風(fēng)。

在汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)B與電動(dòng)引風(fēng)機(jī)C并列運(yùn)行時(shí)，2臺(tái)引風(fēng)機(jī)靜葉均投自動(dòng)，逐漸提高機(jī)組負(fù)荷。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為790 MW左右時(shí)，引風(fēng)機(jī)的靜葉開(kāi)度已在80%左右，引風(fēng)機(jī)的余量已不多，故當(dāng)1臺(tái)汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)與1臺(tái)電動(dòng)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)機(jī)組的最大出力負(fù)荷在795 MW左右。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)鍋爐電動(dòng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行蒸汽驅(qū)動(dòng)、引增合一的改造不僅可以節(jié)約廠用電，還可以減少設(shè)備的維護(hù)成本，簡(jiǎn)化DCS控制方式。

由于電動(dòng)引風(fēng)機(jī)和汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)的容量不同，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)為定速風(fēng)機(jī)，而汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)為變速風(fēng)機(jī)，機(jī)組在啟動(dòng)階段及風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行操作時(shí)，電動(dòng)引風(fēng)機(jī)與汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，應(yīng)盡量避免兩者的出力偏差過(guò)大，從而造成2臺(tái)引風(fēng)機(jī)相互搶風(fēng)。另外，在操作過(guò)程中還應(yīng)注意變速風(fēng)機(jī)極易因負(fù)載瞬間減小而引起轉(zhuǎn)速飛升，應(yīng)及時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)各參數(shù)以避免風(fēng)機(jī)跳閘。

[1]陳小強(qiáng)，羅志浩，尹峰，等.背壓式汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)調(diào)試[J].中國(guó)電力，2012，45（8）∶59-64.

[2]侯凡軍，耿莉，王家新，等.并列運(yùn)行軸流風(fēng)機(jī)失速原因分析與處理[J].熱力發(fā)電，2008，37（1）∶85-88.

[3]馬曉瓏，劉超.超超臨界1 000 MW機(jī)組采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的可行性[J].熱力發(fā)電，2010，39（8）∶57-60.

[4]馬曉瓏，陳書(shū)平，李學(xué)忠，等.汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)在超超臨界1 000 MW機(jī)組中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2011，40（6）∶75 -78.

（本文編輯：陸 瑩）

Analysis on Operation Test of Steam-driven Induced Draft Fan of 1 000 MW Units Boilers

YING Mingliang1，RAN Zhichao2
（1.State Grid Zhejiang Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China；2.Hangzhou Yineng Electric Technology Co.，Ltd.，Hangzhou 310014，China）

In order to save auxiliary power，reduce equipment maintenance cost and simplify DCS control mode of induced draft fan，in a 1 000 MW units transformation the induced draft fan and boost fan are combined and small steam turbine is adopted to drive the induced draft fan.During commissioning of steam-driven induced draft fan，parallel operation and maximum output tests are carried out；besides，operation suggestions on headreach of the induced draft fan during startup is given.

boiler；steam-driven induced draft fan；paralleled operation；analysis

TM866

B

1007-1881（2015）07-0046-03

2015-02-26

應(yīng)明良（1969），男，高級(jí)工程師，從事發(fā)電廠鍋爐燃燒試驗(yàn)與研究工作。