锅炉送风机节能改造探讨

卢红玲，陈 艳，周 卓

（嘉峪关宏晟电热有限责任公司，甘肃嘉峪关735100）

锅炉送风机节能改造探讨

卢红玲，陈 艳，周 卓

（嘉峪关宏晟电热有限责任公司，甘肃嘉峪关735100）

某电热公司125 MW机组锅炉送风机出力不足，运行时风机挡板全开不能满足锅炉燃烧风量要求。通过现场进行风机性能测试、理论计算及原因分析，确定出风道系统阻力过大是主要影响因素。针对存在的问题，制定了拆除二次风总门、增大二次风道通流截面、平衡调配四角风压等可行的技术改造方案，最终解决了锅炉送风风量不足的问题，机组经济性相应得到了提高。

电厂锅炉；送风机；风机出力

1 引言

随着国家节能降耗减排力度的加强，对火力发电厂的节能、高效运行提出了更高的要求。送风机是锅炉重要辅机之一，也是主要的耗电设备[1]，运行中承担着为锅炉燃料燃烧提供足够风量的重要作用，锅炉风量合理是燃烧稳定且经济燃烧的前提，因此送风机的出力不足影响了锅炉高负荷运行的能力。本文以某电热公司2台125 MW机组为例，对送风机运行中存在的问题进行了分析，提出了相应的改进措施，并对改进的效果进行了分析。

2 锅炉送风系统概况及存在的问题

某电热公司2台125 MW机组配套锅炉为HG-435/13.7-MQ6型超高压自然循环、一次中间再热、四角切圆燃烧、固态排渣的燃煤锅炉。设计燃料为哈密烟煤，运行时可掺烧高炉煤气和转炉煤气[2]。送风系统风机型号为G5-54NO22D，风量272988 m3/h，风压6.28 kPa，电动机型号为YKK5003-6。锅炉自投产后一直存在送风机出力不足的问题，尤其到了夏季环境温度上升后，这一问题显得更加突出，机组在满负荷工况下，送风机挡板全开不能满足煤粉燃烧所需风量，导致飞灰含碳量上升，锅炉机械未完全燃烧热损失增大、热效率下降，机组煤耗增加。为解决这一问题，2011年3月委托某试验机构对送风机进行了性能试验，结果显示，2台125 MW机组锅炉送风机出力不足，其主要原因并非风机选型过小，而是系统阻力过大，系统阻力明显高于同类机组1 kPa以上[3-4]。风机管网各段阻力测试数据见表1。

2 送风机管网各段阻力分析

2.1 二次风总门阻力过大

从表1可看出，2台锅炉从空气预热器出口到机翼测风装置后风道的压损相对较大[5]。进一步分段测试发现，造成压损过大的部位主要集中在二次风总门和机翼测风装置2个部位，尤其是四角的二次风总门。测试数据说明介质通过这2个部位的压力损失之和约1000 Pa（二次总风门前到机翼测风装置后的压力测试差）。另外，受安装空间位置的限制，二次风总风门挡板和机翼测风装置的距离较近，二者相互干扰并产生涡流，压力损失进一步增大。

表1 风机管网各段阻力测试数据Pa

2.2 四角二次风喷口流通截面过小

从运行实际情况和测试数据来看，2台炉的四角二次风箱风压偏高，四角都在1600 Pa左右（详见表1），根据锅炉设计经验及伯努利方程概算，维持正常的二次风速（设计风速为46.6 m/s）所需的差压在1200 Pa左右，这样就产生400 Pa不必要的局部节流损失。在满负荷工况下，只能靠调节送风机挡板全开来提高风压，即使四角二次小风门全开，也达不到炉内燃烧所需的氧量，送风机出力不足。造成四角二次风压偏高的主要原因是四角二次风小风门的二次风道流通截面偏小。尤其两组燃烧器的下层二次风，即AA层二次风和BC层二次风，这两层二次风在燃烧过程中起分段托粉和起旋的作用。而这两层二次风的风道内部都布置有焦炉煤气管道和弯头，使设计偏小的二次风道有效通流面积更小，而且因焦炉煤气弯头靠近二次风喷口，造成二次风的刚性大幅度下降，从而影响到炉内正常的燃烧组织。喷口示意见图1。

图1 原喷口示意

2.3 四角二次风箱压力不均、二次风弯头阻力偏大

1号炉的热风道在空间布局上存在明显的不合理现象，2、3号角的二次风箱压力要比1、4号角高出200 Pa左右。通过查看锅炉厂家设计图纸，从空气预热器出来后两风道是按相同截面分配的。另外，至四角的二次风道90毅弯头内也没有导流板，造成弯头阻力偏大。

3 改造技术方案

通过测试数据、理论计算以及阻力产生的原因分析，决定对造成送风管网阻力过大的各阻力构成点进行改造[6-7]。

3.1 拆除四角二次风总门、优化机翼测风装置

2台锅炉四角二次风总门的设计初衷是为了调节四角二次风量的均匀性，但从锅炉的整个运行过程中来看，常处于全开的状态，基本不参与调节，反而增加了风道的局部阻力，且对二次风量的精确测量产生了负面影响。

拆除四角二次风总门既减小了风道的局部阻力也减小了设备的操作和维护工作量，同时在空间位置上延长了二次风测速装置前的直管段，消除了对二次风测量装置的干扰，使其测量更精确。

考虑到机翼测风装置占整个二次风道通流截面的1/3左右，局部阻力较大，因此，将原有机翼测风装置更换为点式矩阵测风装置。

3.2 增大两层焦炉煤气的二次风道通流截面

对AA、BC两层风道及喷口进行重新设计，使风道与喷口截面比维持在一个比较合理的水平。同时考虑两侧水冷壁的影响，在垂直方向上增大了二次风的有效通流截面，消除内部焦炉煤气管所占空间的影响，对相邻喷口也不会产生影响。该两层喷口所对应的二次风箱也进行了设计调整，使其能够与喷口匹配，结构上更加合理。

改造后的喷口示意见图2。

图2 改造后的喷口示意

3.3 四角风压的平衡调配

针对靠近空气预热器侧的两角二次风箱压力比靠近前墙的两角风箱压力高出200 Pa左右的问题，在风道分叉处，对风道通流截面进行调整（如图3所示），消除前后墙风箱压力差异，使四角风量趋于平衡，有利于炉内燃烧的组织，减轻个别角区容易结焦的现象。

图3 两角风箱风压调配示意

3.4 风道局部弯头的改进

对通往四角的热风管道的4个弯头进行改造，在弯管风道内加装导流板，减少内部支撑管件改善气流的流动特性[8]，降低管道阻力损失（100 Pa左右）。如图4所示。

图4 90°弯头弧形导流板示意

4 改造方案的实施效果

4.1 运行效果

2011年6月和8月结合机组小修，分别对2台锅炉送风机系统进行了技术改造。测风装置更型改造后，示值稳定、准确，节流损失大大降低。改造后夏季满负荷工况时风机电流平均降低6A以上，送风机出口风压下降1.1 kPa左右，炉膛出口氧量可提升至2.5%耀3.0%，保证了炉膛内煤粉燃烧所必需的风量，达到了送风机节能改造的目的。改造后夏季满负荷时送风机各段风压测试数据如表2。

4.2 经济效益

（1）送风机节能改造后，在同等氧量条件下，电热公司2台锅炉的4台送风机电流在不同负荷段下降值均超过24 A（4台×6A），按年运行小时数6000 h，电价按（成本价）0.27元/(kW·h)计算。

年节电效益=节约厂用电×电成本价

表2 改造后送风机各段风压测试数据Pa

=127.2×0.27

=34.34（万元）

（2）通过技术改造，系统阻力降低1.1 kPa左右，送风机出力得到了提升，满足了锅炉燃烧所必须的风量，飞灰含碳量较改造前平均下降1%以上，炉渣可燃物含量平均下降1.5%，锅炉效率提升0.53%，平均煤耗降低1.82 g/(kW·h)[9]。按年运行6000 h、机组平均负荷110 MW、标煤单价400元/t计算。

单台机组节约煤量=发电量×降低煤耗量×年运行小时

=110×103×1.82×10-6×6000

=1201.2（t）

年产生效益（折合人民币）=单台机组节约煤量×运行机组数×煤价

=1201.2×2×400

=96.1（万元）

两项合计年节能创效约130.44万元。

（3）减排效果。送风机改造后年可节标准煤1201.2 t，按燃烧1t标煤可排放CO21.98 t来计算，改造后年可减少CO2排放约2378 t，减排效果显著。并且还可以减少SO2、NOx等污染物的排放，环境质量得到改善。

5 结语

通过技术改造后，风道阻力大幅下降，送风机出力提升了15%以上，基本解决了夏季锅炉送风机出力不足的问题，锅炉燃烧效率得到了提高，经济性得到了保证，降低了厂发电煤耗，也为下一步风机变频节能改造创造了条件。

该风机改造项目投资小（每台炉改造费用50万元左右），每年的节能效益都在130万元以上，投资收益非常明显，可为其他风机改造提供一定参考。

[1]孙家鼎,王昶东.燃煤电厂锅炉节能减排技术[J].中国电力,2010,43 (4):55-57.

SUN Jia-ding,WANG Chang-dong.Technology of energy saving and emission reducing in boiler of coal-fired power p lant[J].Electric Power,2010,43(4):55-57.

[2]嘉峪关宏晟电热公司2×125MW机组集中控制运行规程[R].2004.

[3]DL 469—92电站锅炉风机现场试验规程[S].

[4]刘佳钰.电站风机改造与可靠性分析[M].北京：中国电力出版社，2001.

[5]代志刚.增大锅炉送风机容量的研究与改造[J].华中电力,2010（3）.

DAI Zhi-gang，The research and the transformation of increasing the capacity of the boiler blower[J].Central China Electric Power，2010（3）.

[6]佟长江，胡耀卿.送风机节电措施[J].内蒙古电力技术，2010（28）.

Tong Chang-jiang，Hu Yao-qing.Measures of saving the blower power[J].Inner Mongolia Electric Power,2010（28）.

[7]山东工学院、东北工学院.工程流体力学[M].北京，水利电力出版社1984.

[8]谭小平.火力发电厂烟道风道振动原因及现场消振措施[J].黑龙江电力技术，2005（27）.

Tan Xiao-ping.The vibration reasons and on-site measures in ther-mal power plant flue duct and air passage[J].Hei Long-Jiang Elec-tric Power，2005（27）.

[9]李青，工维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].北京：中国电力出版社，2009.

Energy Saving Transformation of Blast Fan for Boiler

LU Hongling,CHEN Yan,ZHOU Zhuo

(JiayuguanHongshengElectricHeatCo.,Ltd.,Jiayuguan,Gansu735100,China)

The boiler blast fan of a 125MW power unit at a electric thermal power plant cannot satisfy the demand of boiler combustion even with the fan baffle plate fully open.Through on-site performance test,theoretical calculation and reason analysis it was decided that too much resistance in the air duct system had been the main cause of the problem.Feasible technical transformation program was drawn up,including removing the main throttle of secondary duct,increasing the blast section of secondary duct and balancing the blast pressure at four corners,which solved the problem of insufficient air blast for the boiler and improved the economic performance of the power unit.

power plant boiler;blast fan;fan output

TH 43

B

1006-6764（2014）02-0039-04

2013-08-08

卢红玲（1973-），女，甘肃嘉峪关人，工程师，从事电厂热力试验工作。