鍋爐引風(fēng)機(jī)及后煙道優(yōu)化改造解析

趙建華

華能長春熱電廠

鍋爐引風(fēng)機(jī)及后煙道優(yōu)化改造解析

趙建華

華能長春熱電廠

一、工程概述

華能長春熱電廠位于吉林省長春市西北部?，F(xiàn)安裝兩臺35萬千瓦超臨界供熱發(fā)電機(jī)組，機(jī)組為國產(chǎn)首臺35萬千瓦超臨界燃褐煤供熱發(fā)電機(jī)組。工程是吉林省“十一五”期間第一批“上大壓小”項(xiàng)目，于2008年6月開工，2009年12月首臺機(jī)組投產(chǎn)，2010年4月全部投產(chǎn)。主設(shè)備由哈爾濱鍋爐廠、哈爾濱汽機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠制造。該廠主要承擔(dān)市區(qū)西北現(xiàn)有和發(fā)展供熱所需的熱源，并為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供電力。以下是機(jī)組概況。

1.鍋爐概述

本工程裝設(shè)兩臺350MW超臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。

2.主要技術(shù)規(guī)范

鍋爐容量和主要參數(shù)：主蒸汽和再熱蒸汽的壓力、溫度、流量等要求與汽輪機(jī)的參數(shù)相匹配，主蒸汽溫度按571℃，最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）1110t/h。鍋爐型號：HG-1110/25.4-HM。

二、改造的必要性

1.運(yùn)行狀態(tài)分析

積極響應(yīng)國家環(huán)保排放、節(jié)能降耗相關(guān)政策，該廠對鍋爐實(shí)施了相關(guān)環(huán)保改造，主要有：將原有脫硫增壓風(fēng)機(jī)拆除，實(shí)施引增合一改造；鍋爐尾部受熱面加裝低低溫省煤器系統(tǒng)，降低煙氣溫度，提高電除塵器除塵效率；增加一層脫硝催化劑，降低NOx排放。上述改造后，原有引風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，在低負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)搶風(fēng)失速現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)失速時(shí)運(yùn)行參數(shù)：靜葉開度在36%附近，就地靜葉角度在-55°～-60°左右，引風(fēng)機(jī)電流在148—150A，DCS表計(jì)全壓在2100Pa—2300Pa，煙氣密度按0.8kg/m3折算，風(fēng)機(jī)全壓約在2750Pa。

通過參數(shù)分析，造成引發(fā)風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因：因鍋爐煙氣系統(tǒng)阻力變化，使得引風(fēng)機(jī)原有管道阻力特性發(fā)生變化，工況點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，上述工況點(diǎn)在風(fēng)機(jī)性能曲線所示為紅點(diǎn)位置（圖一），可見與理論失速線非常接近，當(dāng)工況稍有變化即進(jìn)入失速區(qū)域發(fā)生失速。

圖1　引風(fēng)機(jī)性能曲線

風(fēng)機(jī)失速后，將在葉片區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)失速區(qū)，葉片經(jīng)過一次失速區(qū)，則產(chǎn)生一次激振，嚴(yán)重時(shí)損壞葉片。

鍋爐低負(fù)荷時(shí)，鍋爐風(fēng)量降低，引風(fēng)機(jī)易進(jìn)入失速區(qū)，為了避免引風(fēng)機(jī)葉片發(fā)生損壞，鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)仍維持高風(fēng)量，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離失速區(qū)。如此運(yùn)行方式，造成鍋爐送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)耗電率增加，鍋爐氧量值大幅升高。經(jīng)對比分析，僅送風(fēng)機(jī)耗電率一項(xiàng)約增加0.02—0.03%；同時(shí)鍋爐低負(fù)荷過大的風(fēng)量，對鍋爐穩(wěn)燃亦造成負(fù)面影響，威脅燃燒安全。

2其他影響

工程改造后，因引風(fēng)機(jī)未進(jìn)行同步改造，除出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷失速現(xiàn)象外，引風(fēng)機(jī)在長期運(yùn)行時(shí)，電機(jī)承力側(cè)軸承會(huì)周期性出現(xiàn)保持架磨損故障，風(fēng)機(jī)被迫停運(yùn)檢修，機(jī)組運(yùn)行可靠性受到威脅，并影響機(jī)組供電（供熱）安全。檢修更換維護(hù)費(fèi)用增加。

三、改造方案

1.引風(fēng)機(jī)改造

引風(fēng)機(jī)改造，拆除原有2臺靜葉可調(diào)軸流引風(fēng)機(jī)，更換為雙極動(dòng)葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)為上海鼓風(fēng)機(jī)有限公司生產(chǎn)。

2.后煙道優(yōu)化

該方案為引風(fēng)機(jī)出口煙道低位布置。在4.10m處水平布置，通過原增壓風(fēng)機(jī)室房間垂直立柱間的開孔后，水平轉(zhuǎn)90度后接到吸收塔入口下方，垂直向上接入吸收塔入口。通過增加導(dǎo)向裝置，修改垂直交叉煙道的煙氣流向，降低局部阻力系數(shù)，降低系統(tǒng)阻力。

四、改造后運(yùn)行分析

經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，對技術(shù)改造后引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行了全面評估。改造后引風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行性能基本達(dá)到其設(shè)計(jì)值；試驗(yàn)期間風(fēng)機(jī)風(fēng)量裕量為16.4%，而風(fēng)壓裕量則為24.8%；現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)安全出力裕量比較充足，但是風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差，風(fēng)機(jī)實(shí)測效率在50%～80%之間，具有較大的節(jié)能空間。

五、經(jīng)濟(jì)性分析

1.改造前后風(fēng)機(jī)耗電率對比：

2.5日耗電率統(tǒng)計(jì)：

3.數(shù)據(jù)分析

2015年3月30日與8月24日比較，耗電率降低0.35%，3月27日與8月25日比較，引風(fēng)機(jī)耗電率降低0.4%，從運(yùn)行工況及耗電量累計(jì)情況分析，引風(fēng)機(jī)改造后節(jié)電效果明顯。按單機(jī)全年發(fā)電量13億kwh及時(shí)，可節(jié)約廠用電量500萬kwh，約合190萬元。

六、結(jié)束語

鍋爐環(huán)保改造勢在必行，改造后阻力增加，一般情況下原有引風(fēng)機(jī)均無法滿足鍋爐全工況運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造需做好改造前試驗(yàn)，并對比各改造方案，選取適合本廠實(shí)際情況的改造方案，進(jìn)行實(shí)施，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、節(jié)能的目的。