600MW机组增压风机小旁路改造

2014-12-11陈敦炳

电站辅机 2014年4期

陈敦炳

（福建华电可门发电有限公司，福建福州 350512）

0 概述

某电厂二期2台超临界600MW机组采用超临界参数变压运行，采用螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型，露天布置，配置2台静叶可调轴流式引风机，电机功率为3 800kW。脱硫系统采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术，按“一炉一塔”配置，配置1台动叶可调轴流式增压风机，电机功率为3 200kW。

1 脱硫系统旁路烟道拆除后的运行分析

该电厂脱硫系统中原设计有旁路烟道，按照国家环保部《关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知》规定，电厂必须拆除旁路烟道，在2011年，该电厂二期工程中的2台机组旁路烟道被拆除。

拆除脱硫旁路烟道后，在锅炉风烟系统中，只有脱硫增压风机而无备用风机设备，因此，脱硫系统在运行中存在较大的安全隐患，设备的可靠性直接影响机组运行。仅在2012年内，该电厂二期工程的2台机组，就因增压风机发生故障，引起主机3起非计划停役事故。

根据电厂满负荷试验情况，引风机的实际全压为4 350Pa，BMCR工况下的全压为5 354.4Pa，与 TB工况下的全压6 225.3Pa相比，尚有1 000Pa以上的裕量；增压风机满负荷时的运行压力为1 400Pa，与TB工况下的全压2 556Pa相比，也有1 000Pa以上的裕量。该电厂风机性能曲线，如图1所示。

图1 某电厂二期引风机性能曲线

有些火电机组主要承担调峰任务，大部分时段处于低负荷运行状态，此时，锅炉引风机和增压风机的裕量更大，导致风机长时间远离高效区运行，风机运行的经济性较差。

2 增压风机小旁路烟道改造方案

鉴于引风机和增压风机在各种负荷下均有相当大的裕量，而单个增压风机又是串联风烟系统中的安全隐患，如果能在增压风机进、出口之间增设旁路烟道和旁路挡板门，一旦增压风机发生故障跳闸，联启旁路挡板门，机组同时减负荷，即可避免机组跳闸；当机组低负荷运行时，可停运增压风机，采用引风机＋增压风机小旁路的方式运行，减少增压风机运行电耗，降低厂用电率。

根据现场风道结构特点，小旁路烟道宜设置在引风机出口联络烟道和吸收塔入口烟道前。在现有引风机出口联络烟道中部新增9 000mm×6 300 mm开口，作为新装增压风机小旁路的烟气引接口。对吸收塔入口烟道前第一个弯头进行改造，作为小旁路烟道和主烟道的共同接入口。

小旁路改造时，需要增设小旁路烟道档板门（电动头可以利用原已拆除的脱硫旁路设备）和增压风机出口挡板门，便于各工况间的切换，且在增压风机故障时，可以隔离增压风机进行检修。为提高挡板门可靠性，挡板门应双路供电，从对应机组MCC段和脱硫保安段两段引接。某电厂二期增压风机小旁路改造情况，如图2所示。

图2 某电厂二期增压风机小旁路改造示意图

3 增压风机小旁路改造逻辑优化

3.1 取消增压风机断路器停MFT和引风机跳闸逻辑。

3.2 引风机启动允许条件

（1）净烟气挡板门全开，且增压风机旁路挡板门开到位或增压风机旁路挡板门开度＞90%。

（2）净烟气挡板门全开、增压风机入口挡板门全开，且增压风机出口挡板全开（增压风机导叶开度＞5%或增压风机断路器运行）。

3.3 设置增压风机保护停后RB逻辑

当增压风机保护停时（负荷高于330MW），RB目标负荷定为300MW；触发RB同时开增压风机导叶至70%，开启增压风机旁路挡板门；当旁路挡板门全开或开度大于90%时，再联关增压风机入口挡板门、增压风机出口挡板门。增压风机入口挡板门、增压风机出口挡板门、增压风机旁路挡板门、净烟气挡板门的开关信号送主控室进行显示。

3.4 修改烟气系统的程序控制

（1）有增压风机运行的启动步序

有增压风机运行的启动步序，如表1所示。

表1 有增压风机运行的启动步序

（2）增压风机出现故障时的切换步序

当系统中有增压风机，且增压风机出现故障时的程序切换步序，如表2所示。

表2 增压风机出现故障时的切换步序

（3）不启动增压风机运行烟气系统时的启动步序

不启动增压风机运行烟气系统时的启动步序，如表3所示。

表3 不启动增压风机的启动步序

4 增压风机小旁路改造后试验

当机组负荷为400MW时，开启增压风机小旁路，同步关闭增压风机旁路的运行程序，进入增压风机小旁路运行模式。在该负荷下，待运行稳定后，以负荷每上升20MW为一工况，逐步增加负荷，试验至500MW负荷时，由于引风机出现抢风失速的征兆而停止。将负荷降到460MW后，再次启动了增压风机。从试验情况分析，在460MW负荷以下，可实现小旁路无增压风机状态下的稳定运行。

2014年3月，由于某机组的增压风机运行不稳定，但机组又必须带满负荷，因此进行了小旁路运行（增压风机停止）的满负荷试验，5台磨煤机运行，氧量按表4进行设置。

表4 氧量的设置

增压风机前的风道压力控制不超过2kPa（引风机出口到增压风机入口烟道设计值），当压力从1.7kPa开始升高时，每升高100Pa应保持运行2 h，经全面检查无异常情况后，方可继续提升压力（不超过2kPa）。试验结果表明，在600MW满负荷下可以连续运行，避免了机组非计划停役。

5 改造效果和存在的问题

5.1 改造效果

小旁路改造后，如果增压风机发生故障，可开启小旁路运行，不会造成主机非计划停役。根据测算，400MW负荷时每小时可节电850kW·h，因460 MW负荷下即可启动增压风机旁路运行模式，每小时节电约为800kW·h。据保守估计，每年停运增压风机的小时数约为4 000h，每年可节约厂用电800×4 000＝320万kW·h。