350MW机组空气预热器疏导风机最佳出力试验
2016-03-14陈辉黄启龙戴维葆童世唯
陈辉,黄启龙,戴维葆,童世唯
(国电科学技术研究院,南京 210031)
350MW机组空气预热器疏导风机最佳出力试验
陈辉,黄启龙,戴维葆,童世唯
(国电科学技术研究院,南京 210031)
某电厂机组空气预热器采用机械密封和疏导风机密封相结合的方式,结合该机组实际运行情况,进行190MW负荷下的疏导风机最佳出力试验,测试疏导风机不同频率下的锅炉效率、空气预热器漏风率、风机耗电量、供电煤耗和机组燃煤费用等,比较疏导风机不同出力下机组的经济性。试验表明,机组在190MW负荷下,空气预热器疏导风机最佳频率为47Hz,机组每年可节约费用约4.8万元。
空气预热器;密封;疏导风机;最佳出力;经济性
0 引言
锅炉空气预热器(以下简称空预器)常规的密封技术为机械密封,而近年来出现了疏导式密封技术[1-2]。空预器正常运行时,正压空气通过空预器内形成的疏导仓向负压的烟气侧泄漏,疏导仓在漏风疏导管上疏导风机的作用下,形成与烟道负压相匹配的负压;泄漏的空气及转子仓格中携带的空气被负压吸入疏导仓,再经漏风疏导管、疏导风机、出口管道后进入二次风道,随二次风进入炉膛助燃,或送入送风机入口,提高空预器入口空气温度[3-4]。
某电厂锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉,单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、∏型布置,配30只低NOx轴向旋流燃烧器(LNASB),前后墙布置,对冲燃烧,配350MW发电机组。该厂空预器采用机械密封和疏导风机密封相结合的方法。机械密封系统包括径向密封、轴向密封和旁路密封等:径向密封片可沿着轴向调节,每个转子径向隔板的热端和冷端径向边缘安装有径向密封片;轴向密封片可沿着径向调节,沿着每个转子径向隔板外侧的轴向边缘安装有轴向密封片;旁路密封片可沿着轴向调节,在空预器转子的出口和入口处装有旁路密封片。疏导风机密封主要是靠调节疏导风机出力来调整空预器漏风率,疏导风机出力越大,密封效果越好且空预器漏风率越低,有利于降低干烟气热损失、提高锅炉效率和降低机组煤耗,但疏导风机出力变大的同时,其自身耗电量也在增加[5]。通过试验测试疏导风机不同频率下的锅炉效率、空预器漏风率、风机耗电量、供电煤耗和机组燃煤费用等,比较疏导风机不同频率下的机组运行费用,机组运行费用最低时即为疏导风机最佳出力点。目前,疏导风机采用变频控制,出力越大频率越大,出力越小频率越小。
1 锅炉概况
该电厂锅炉主要设计参数见表1,表中:BMCR工况为锅炉最大连续出力工况,BRL工况为额定工况。锅炉燃料特性参数见表2。
表1 锅炉主要设计参数
2 疏导风机最佳出力试验
由于机组地域电网负荷的原因,满负荷运行时间非常少,结合机组实际情况,进行190MW负荷下疏导风机最佳出力试验。通过改变疏导风机频率来改变其出力,测量锅炉效率和辅机耗电量,通过经济性比较分析最佳出力。
190MW负荷下,进行不同频率(37,42,47Hz)下的漏风率试验,试验结果如图1所示。
由图1可以看出,A,B侧空预器漏风率均随疏导风机频率的增大而减小。47Hz频率下:A侧空预器漏风率为4.50%,较37 Hz下降0.78百分点;B侧空预器漏风率为4.60%,较37 Hz下降0.85百分点。
以下分析不同频率下机组的经济性,分析结果见表3(按机组上网电价为0.3元/(kW·h)、褐煤价格为350元/t计算)。
由表3可以看出,随着疏导风机频率的增大,空预器漏风率呈下降趋势,一次风机电量基本没有变化,送风机和引风机电量略为减小,疏导风机电量增加较大,排烟温度变化不大。
根据试验数据,疏导风机频率由37 Hz增加到42Hz时,空预器漏风率降低约0.30百分点,在空预器入口氧量不变的前提下,空预器出口氧量减小0.03百分点,同时排烟温度降低约0.4℃,造成干烟气损失减少0.04百分点,锅炉效率提高0.04百分点,机组供电煤耗降低0.15 g/(kW·h)。
疏导风机频率由42Hz增加到47Hz时,空预器漏风率降低约0.50百分点,在空预器入口氧量不变的前提下,空预器出口氧量减小0.06百分点,同时排烟温度降低约0.6℃,造成干烟气损失减少0.05百分点,锅炉效率提高0.05百分点,机组供电煤耗降低0.18 g/(kW·h)。
图1 空预器漏风率随疏导风机频率变化趋势
表2 锅炉燃料特性
表3 190MW负荷下疏导风机不同频率下机组经济性比较
由表3可以看出,随着疏导风机频率的增加,机组总费用呈下降趋势,频率越高费用越低。机组习惯性运行方式是将疏导风机频率控制在37Hz,通过试验发现,47Hz时机组运行总费用最低。
3 结论
经过试验发现,机组190MW负荷年利用小时数为4 000,疏导风机频率为47Hz时年节约费用约4.8万元。推荐机组在低负荷时疏导风机频率为47 Hz,尽量将疏导风机出力调整至最大。
[1]薛宁,印旭洋,王春昌.热一次风加热器与低压省煤器的联合应用[J].热力发电,2015,44(2):64-68.
[2]彭彦宁.空预器密封系统改造及经济性分析[J].价值工程,2015,2(6):77-79.
[3]罗金龙.300MW CFB锅炉空预器密封改造及节能分析[J].东北电力技术,2015(2):54-56.
[4]何俊松.空气预热器漏风控制装置常见问题分析及改进[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2015,20(1):82-86.
[5]吕太,翟博.回转式空气预热器径向密封数值分析及监测[J].热力发电,2014,43(11):41-45.
(本文责编:刘芳)
TK 223.3+4
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1674-1951(2016)02-0018-02
陈辉(1982—),男,江苏宿迁人,高级工程师,工学硕士,从事火电机组性能试验、燃烧优化和调试等方面的研究(E-mail:chenhui19821206@163.com)。
2015-09-02;
2015-12-10