660 MW機(jī)組送風(fēng)機(jī)降速改造節(jié)能分析

馬國(guó)偉，陳 永

(1.國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院 銀川電力技術(shù)分院，寧夏 銀川 750001;2.寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750400)

0 引言

節(jié)能是火電廠目前的重要任務(wù)之一，而進(jìn)行設(shè)備改造和優(yōu)化運(yùn)行方式又是電廠進(jìn)行節(jié)能減排所采用的主要措施[1～2]。近幾年來(lái)，隨著風(fēng)機(jī)改造技術(shù)日趨成熟，可靠性不斷增強(qiáng)，大機(jī)組風(fēng)機(jī)技術(shù)改造已成為火電廠不斷降低廠用電率，應(yīng)對(duì)經(jīng)營(yíng)壓力，實(shí)現(xiàn)減虧增盈和節(jié)能發(fā)電，提高自身發(fā)展的有效手段[2]。

某電廠一期2臺(tái)660 MW燃煤機(jī)組，鍋爐型號(hào)HG-2210/25.4-YM16，為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行，采用不帶再循環(huán)泵的大氣擴(kuò)容式啟動(dòng)系統(tǒng)的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型布置、緊身封閉。鍋爐采用墻式切圓燃燒方式，主燃燒器布置在水冷壁的四面墻上。風(fēng)煙系統(tǒng)配備2臺(tái)3分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器，配有2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。

本文以2號(hào)鍋爐送風(fēng)機(jī)為例，對(duì)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率偏低的原因進(jìn)行了分析，介紹了送風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案和改造后的運(yùn)行情況以及節(jié)能效果。

1 改造前風(fēng)機(jī)參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行概述

1.1 改造前風(fēng)機(jī)主要參數(shù)及性能曲線

送風(fēng)機(jī)選配沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限公司2×50%動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，型號(hào)ASN-3040/1600。送風(fēng)機(jī)選型計(jì)算性能參數(shù)如表1所示。

表1 送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)性能參數(shù)表

續(xù)表

送風(fēng)機(jī)各設(shè)計(jì)工況點(diǎn)性能曲線如圖1所示。

圖1 送風(fēng)機(jī)各設(shè)計(jì)工況點(diǎn)在性能曲線圖中的位置

1.2 改造前風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況

2號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)在3種負(fù)荷試驗(yàn)工況 (644，560，458 MW)下進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)入爐煤質(zhì)穩(wěn)定，鍋爐氧量保持正常水平。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表2 送風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

機(jī)組負(fù)荷為644 MW，560 MW，458 MW時(shí)，A，B側(cè)送風(fēng)機(jī)效率分別是77.3%，79.2%，76.9%，76.9，62.3%，58.4%，均低于設(shè)計(jì)值85%。

1.3 風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率偏低的原因分析

機(jī)組在644 MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐燃料量為335 t/h，已超過(guò)鍋爐在BMCR工況下對(duì)應(yīng)的燃料量328.9 t/h，故可認(rèn)為在644 MW負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)已在BMCR工況下運(yùn)行。改造前鍋爐在該工況下送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)流量284 m3/s，而實(shí)際鍋爐在644 MW工況時(shí)送風(fēng)機(jī)流量為235 m3/s，與設(shè)計(jì)值接近。送風(fēng)機(jī)在644 MW工況點(diǎn)的比功約為1 980 J/kg，遠(yuǎn)低于相應(yīng)設(shè)計(jì)工況點(diǎn)3 900 J/kg，偏低約1 920 J/kg。從送風(fēng)系統(tǒng)阻力考慮，目前送風(fēng)系統(tǒng)的阻力較設(shè)計(jì)取值小;但是，從風(fēng)機(jī)選型的角度出發(fā)，則設(shè)計(jì)階段送風(fēng)系統(tǒng)阻力取值或計(jì)算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)的選型較不合理，其比功(或風(fēng)機(jī)全壓)選擇過(guò)大，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行在低效區(qū)[3]。

2 風(fēng)機(jī)改造后效果分析

考慮送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)阻力比設(shè)計(jì)值明顯偏低，本文提出對(duì)現(xiàn)有送風(fēng)機(jī)進(jìn)行降速改造的節(jié)能方案，將現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由995 r/min降到747 r/min[4]。圖2給出了現(xiàn)有送風(fēng)機(jī)降速后的性能曲線，圖中還示出了本次試驗(yàn)各運(yùn)行工況點(diǎn)的位置。

圖2 降速改造后各試驗(yàn)工況點(diǎn)的運(yùn)行位置

由圖2可以看出，送風(fēng)機(jī)降低一檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行后，風(fēng)機(jī)可以滿足機(jī)組各負(fù)荷及BMCR工況的出力需求，同時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率有明顯提高。

風(fēng)機(jī)降速改造 (電動(dòng)機(jī)從6級(jí)改為8級(jí)后)，按風(fēng)機(jī)相似定律可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速后送風(fēng)機(jī)的參數(shù)[5～6]，具體參數(shù)見(jiàn)表3所示。

表3 送風(fēng)機(jī)改造前后數(shù)據(jù)

風(fēng)機(jī)降速改造后，460 MW工況點(diǎn)送風(fēng)機(jī)效率為75%，較改造前提高約15%，可以節(jié)約電功率40 kW;550 MW工況點(diǎn)送風(fēng)機(jī)效率為80%，較改造前提高約4%，可以節(jié)約電功率160 kW;630 MW工況點(diǎn)送風(fēng)機(jī)效率為87%，較改造前提高約10%，可以節(jié)約電功率100 kW。如果年平均按這3個(gè)工況點(diǎn)各運(yùn)行2 000 h計(jì)，每臺(tái)機(jī)組 (兩臺(tái)送風(fēng)機(jī))可以節(jié)約耗電量約為120萬(wàn)kW·h，上網(wǎng)電價(jià)按0.3元/kW·h計(jì)算，每年大約可節(jié)約36萬(wàn)元，改造費(fèi)用是30萬(wàn)元，一年內(nèi)即可收回投資[7～9]。

3 結(jié)論

該電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)在改造前，由于設(shè)計(jì)選型時(shí)裕量偏大，送風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在低效區(qū)運(yùn)行，浪費(fèi)了大量的電能。經(jīng)電科院試驗(yàn)分析并實(shí)施改造后，送風(fēng)機(jī)效率較之前有明顯提高，所耗電量明顯降低，節(jié)能效果顯著，達(dá)到了預(yù)期改造的目的。

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