引风机与增压风机热控逻辑电路的完善

姜桂荣

（国华三河发电有限责任公司，河北 三河 065201）

0 概 述

为遏制污染物排放，提高大气质量，据《GB13223－2011火电厂大气污染物排放标准》规定，自2014年7月1日起，对燃煤火电锅炉的各类烟尘排放物进行限值排放。2013年，国华电力也规定了公司现役燃煤机组的烟尘排放限值、氮氧化物排放限值、二氧化硫排放限值。为了满足国家对燃煤机组烟尘排放限值的要求，需对现役机组开展相应的技术改造，主要是在锅炉后烟道增加SCR脱销、低温省煤器、湿式除尘器等。技术改造后，由于烟道的阻力增加，原有的引风机和增压风机压头不足，需同时进行升级改造。采用引增合一联合风机（简称联合风机）的机组，与采用引风机＋增压风机配置的机组相比，在运行调节上更为简单，稳定性高，启动方便。在系统管道布置中，减少了弯管接头，降低了烟道阻力，有一定的节能空间，但是联合风机需要的压力比原来更大，在异常情况下，可能超过锅炉炉膛的瞬间压力和电除尘器及烟道的设计压力，易使设备损坏。机组低负荷运行时，联合风机运行的稳定性变差。为此，对技术改造中的关键问题进行了分析，并优化了技术改进方案。现以某公司采用的引增合一的技术改造方案为例，供同类机组参考。

1 设备布置

该机组一期工程安装2台350MW机组。锅炉系亚临界、强制循环、汽包燃煤炉，该炉为单炉膛、Π型布置、一次中间再热、平衡通风、钢架炉，半露天布置、固态排渣。锅炉配有3台炉水泵，2台运行和1台备用。采用4台双进双出钢球磨煤机，直吹式正压制粉系统，2台双速离心式引风机。脱硫装置采用一炉一塔，设有烟气旁路通道，每台机组分别设置1台增压风机。各型风机有关参数，如表1所示。

表1 各型风机有关参数

2 改造为联合风机后带来的风险

将锅炉引增风机改造为联合风机后，提高了单台联合风机的工作压头，最高可达10kPa以上。因此，在设计阶段，应从参数、系统、结构、设备等方面采取措施。设计时，重点是保证最大联合风机压头低于锅炉炉膛设计瞬态压力、低于锅炉烟道和电除尘器的设计压力，校核烟道系统及设备的强度，若烟道和电除尘器的强度不能满足要求，必须对设备进行加固处理。选择合适的热控调节技术，预设防爆设施，保证在极限工况下锅炉炉膛的安全，避免设备损坏。

（1）根据《电站锅炉炉膛防爆规程》的要求，在MFT后，联合风机和送风机应继续运行5min，但是当炉膛压力超过MFT之后，因联合风机继续运行，负压可能超原设计压力，造成锅炉炉膛和电除尘器等设备的损伤。

（2）引增风机合一改造后，联合风机压头明显增大，在异常工况下，锅炉的负压波动也会变大，对热控在锅炉负压调节、保护定值的设定等方面提出了更高的要求，还需满足机组RB功能，保持单台联合风机的稳定运行。

3 完善热控保护逻辑

3.1 超限时联跳送风机和联合风机

引风机和增压风机合并后，与改进前的系统压力相比，压头有了较大增加。在机组系统中，锅炉炉膛的最高压力报警值为300Pa，最低压力报警值为－400Pa、MFT动作的峰值为3.73kPa，MFT动作的最低值为－5.88kPa。当锅炉 MFT动作后，若炉膛压力超过上限3.73kPa，延时5min联锁停止联合风机和送风机运行，若炉膛压力低于下限－5.88kPa，立即停止联合风机和送风机运行。在热控的实施过程中，采用原有的炉膛压力开关，测量值为三取二，再将信号送至送风机和联合风机保护逻辑电路中，一旦满足联锁条件，即联锁跳闸送风机和联合风机，防止炉膛和烟道及电除尘器的变形损坏。改进后的保护逻辑电路图，如图1所示。

图1 改进后新增加保护逻辑图

3.2 提高联合风机自身的保护能力

引风机和增压风机合并为引增合一的联合风机后，使风机和电动机的功率增加，成为重大辅助设备之一，且对运行可靠性提出了更高要求。为此，需对联合风机增加运行保护，既要保护设备，又要防止误动作。原引风机和电动机没有联锁跳闸条件，此次改造中，新增的测点分别位于引风机推力轴承和支承轴承，共9处，报警值设为90℃，跳闸值设为110℃，并在逻辑组态中选三取二，用做引风机保护跳闸条件。联合风机电动机的定子温度保护定值温度测点共有6处，将130℃设为报警值。

3.3 联合风机保护和逻辑改进

技术改造后，将脱硫跳闸信号分别送至联合风机保护和锅炉保护系统（MFT）中，测量值同样是三取二，做为联合风机跳闸和MFT的动作条件。脱硫跳闸的定义为3台浆液循环泵全停或吸收塔入口的烟温大于85℃（测量值为三取二）。

保护电路和逻辑功能中，增加了同侧联合风机、送风机、空预器的跳闸联锁。保护电路的逻辑图，如图2所示。

图2 增加保护功能的联合风机逻辑图

（1）联合风机油泵全停，延时30s，联跳联合风机。

（2）同侧送风机跳闸，联跳联合风机。

（3）同侧空预器跳闸，延时30s，联跳联合风机。

（4）脱硫跳闸，测量值三取二后联跳联合风机。

4 机组低负荷联合风机控制特性

4.1 联合风机出力控制

引增合一联合风机改造后，引风机和增压风机合二为一，调节对象单一，对负荷变化的响应速度快，能够在特殊工况下，根据锅炉炉膛负压的变化，调节风机的动叶开度，使锅炉负压能够稳定在标准范围内，避免出现机组跳闸或锅炉负压的剧烈波动。

4.2 联合风机双配置平衡控制

联合风机进行了出力调平控制，风机调平以电流作为唯一参数量进行控制，以适应风机变负荷的特性工况。

5 结 语

通过分析，在联合风机技术改造中，实现了锅炉炉膛和烟道及电除尘器防超压控制，提高了设备安全运行的能力，解决了联合风机热控改进中的关键技术问题。对于超低负荷联合风机的特性控制，提出了技术改进措施和运行方式。通过这些措施的实施，联合风机的耗电率明显下降，改进前引风机耗电率为0.72%，增压风机的耗电率为0.70%，改造后，联合风机的耗电率为1.15%，联合风机与改造前引风机和增压风机的耗电率相比下降了0.27%，节能改造达到了预期目标。实际运行中，系统热控系统的调节和保护电路的运行正常。