600 MW火电机组引风机和增压风机合并改造分析

李海浩，赵鹏飞，张德富，李筱婷

(华能铜川照金电厂，陕西 铜川 727100)

0 引言

华能铜川照金电厂一期2台600 MW燃煤发电机组，配备HG-2070/17.5-YM9型锅炉。锅炉为亚临界参数，一次中间再热、控制循环、四角切圆燃烧方式、单炉膛平衡通风、固态干式排渣、露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。

系统原配置上海某公司生产的2台动叶可调轴流式引风机和1台动叶可调轴流式增压风机。锅炉增加脱硝系统后，风烟系统阻力增加，从机组运行安全考虑，电厂于2012年9月#1机组大修期间对原有引风机和增压风机进行了“引增合一”技术改造。在原有引风机的基础上进行双级动叶可调风机扩容改造，拆除了增压风机并对引风机出口至脱硫烟气换热器(GGH)入口之间的烟道进行了优化改造。

1 改造前后设备情况及改造方案

1.1 改造前设备概况

改造前，#1机组风烟系统配置2台SAF37.5-23.7-1型动叶可调轴流式引风机，1台RAF42-20-1型动叶可调轴流式增压风机。增压风机运行以来，存在运行效率低、电耗高、存在失速隐患等问题，改造前设备规范见表1、表2。

表1 改造前引风机设备规范

表2 改造前增压风机设备规范

1.2 改造方案

将现有引风机改为SAF37.5-23.7-2型双级动叶可调风机，新风机的转速由590 r/min提升为745 r/min，风机直径保持不变。

(1)风机的叶轮变成双级，轴向长度有所改变。风机现场改动量如下：更换了整体叶轮及叶轮外壳，包括高压叶片、配套后导叶等部件；更换了小集流器以及进气箱；更换了中间轴及联轴器(由于风机转速提高，原风机中间轴等部件无法满足高转速强度要求，故必须更换)；更换了局部进气、排气膨胀节及围带等辅助部件；现有的液压、润滑油站系统与改造后风机匹配性较好，未进行改造；风机基础在原有基础上进行了现场改造。

(2)由于电机额定功率变化过大，不易对原电机进行扩容改造，故购买了新电机，对原电机电缆、原配电室电流互感器(CT)进行了更换。

(3)将原有增压风机及增压风机进口烟道全部拆掉，在引风机出口汇总水平烟道的一段接触烟道向下与原有GGH入口烟道汇合，烟道改造示意图如图1所示。该方案避免了气流的正面对冲，减弱了气流旋涡，系统阻力明显下降(下降约200 Pa)，节能降耗效果良好。对烟道流场进行数值模拟，得出烟道流场模拟图如图2所示。

图1 烟道改造示意

图2 烟道流场模拟

1.3 改造后设备规范

改造后2台新引风机为SAF37.5-23.7-2型动叶可调轴流式风机，设备规范见表3。

表3 新引风机设备规范

为了对合并后新引风机运行经济性进行分析，将合并改造后新引风机实测运行效率与改造前试验所测引风机、增压风机运行效率进行对比，见表4。

表4 风机改造前、后运行效率对比 %

通过对比可以看出，合并改造后新引风机运行效率合理。与改造前引风机相比，高中负荷时风机运行经济性没有太大变化，仍保持非常高的运行效率，但低负荷时由于改造前后试验状态的偏差，改造后风机运行效率略有下降；与改造前增压风机相比，改造后新引风机的运行效率明显提高，在高中负荷时尤为明显。

2 改造前后运行比较

2.1 改造后能耗与改造可研报告能耗对比分析

为了核实风机合并改造后实际运行能耗是否达到可研报告所提出的水平，根据改造后实测参数对新引风机能耗进行了核算，并与改造前可研报告进行可比，见表5、表6。

表5 风机合并改造后耗能评估

表6 实测厂用电率与可研数据比较 %

由表5、表6可以看出，风机合并改造后与改造前相比，虽然风机运行效率有所提高，但由于改造前引风机运行效率合理，同时机组脱硝改造增加阻力较大，所以风机合并改造后风机能耗有所增加。

按机组年均负荷460 MW、年运行6 000 h计算，改造后比改造前试验状态(未进行脱硝改造)多耗电约409 万kW·h，厂用电率约上升0.147 个百分点。与改造前可研报告预估耗能水平基本吻合，改造达到了预期效果。

2.2 改造前后运行经济性比较

总体上看，改造后新引风机运行经济性合理，运行效率较高，基本可保持原有引风机的运行经济性，相对增压风机而言，风机运行经济性有较大提高。

3 结论

随着环保政策的日益严格，机组脱硫系统的旁路挡板需要封死，这势必会对脱硫系统的运行安全性提出更高的要求。单台增压风机如果出现设备问题，则脱硫系统就不能运行，此时由于旁路挡板已封死，机组存在很大的停机风险。如果利用2台引风机来克服脱硫系统阻力，可以提高脱硫系统的安全、可靠性，保证单台风机出现设备问题时，机组仍能保持一定负荷运行，减少意外停炉的概率。同时，“引增合一”改造后去除1台增压风机，设备数目减小，势必降低设备的故障率，同时还可降低电厂的设备维护量，提高机组运行的安全性。

机组启动并网后，新改造引风机一直运行稳定，新风机实测运行性能良好。风机合并改造后，现有风机的出力裕量比较合理，可以满足机组安全出力需求。改造后，风机的实际运行效果完全达到改造前设计水平，风机运行经济性和安全性均较合理。

参考文献：

[1]闫桂林.600 MW超临界机组联合引风机选型分析[J].华电技术,2010,32(8):15-17.

[2]郭伯春,肖胜.引风机高压变频控制策略与优化[J].华电技术,2011,33(9):56-58.