引風機與增壓風機熱控邏輯電路的完善

姜桂榮

（國華三河發電有限責任公司，河北 三河 065201）

0 概 述

為遏制污染物排放，提高大氣質量，據《GB13223－2011火電廠大氣污染物排放標準》規定，自2014年7月1日起，對燃煤火電鍋爐的各類煙塵排放物進行限值排放。2013年，國華電力也規定了公司現役燃煤機組的煙塵排放限值、氮氧化物排放限值、二氧化硫排放限值。為了滿足國家對燃煤機組煙塵排放限值的要求，需對現役機組開展相應的技術改造，主要是在鍋爐后煙道增加SCR脫銷、低溫省煤器、濕式除塵器等。技術改造后，由于煙道的阻力增加，原有的引風機和增壓風機壓頭不足，需同時進行升級改造。采用引增合一聯合風機（簡稱聯合風機）的機組，與采用引風機＋增壓風機配置的機組相比，在運行調節上更為簡單，穩定性高，啟動方便。在系統管道布置中，減少了彎管接頭，降低了煙道阻力，有一定的節能空間，但是聯合風機需要的壓力比原來更大，在異常情況下，可能超過鍋爐爐膛的瞬間壓力和電除塵器及煙道的設計壓力，易使設備損壞。機組低負荷運行時，聯合風機運行的穩定性變差。為此，對技術改造中的關鍵問題進行了分析，并優化了技術改進方案。現以某公司采用的引增合一的技術改造方案為例，供同類機組參考。

1 設備布置

該機組一期工程安裝2臺350MW機組。鍋爐系亞臨界、強制循環、汽包燃煤爐，該爐為單爐膛、Π型布置、一次中間再熱、平衡通風、鋼架爐，半露天布置、固態排渣。鍋爐配有3臺爐水泵，2臺運行和1臺備用。采用4臺雙進雙出鋼球磨煤機，直吹式正壓制粉系統，2臺雙速離心式引風機。脫硫裝置采用一爐一塔，設有煙氣旁路通道，每臺機組分別設置1臺增壓風機。各型風機有關參數，如表1所示。

表1 各型風機有關參數

2 改造為聯合風機后帶來的風險

將鍋爐引增風機改造為聯合風機后，提高了單臺聯合風機的工作壓頭，最高可達10kPa以上。因此，在設計階段，應從參數、系統、結構、設備等方面采取措施。設計時，重點是保證最大聯合風機壓頭低于鍋爐爐膛設計瞬態壓力、低于鍋爐煙道和電除塵器的設計壓力，校核煙道系統及設備的強度，若煙道和電除塵器的強度不能滿足要求，必須對設備進行加固處理。選擇合適的熱控調節技術，預設防爆設施，保證在極限工況下鍋爐爐膛的安全，避免設備損壞。

（1）根據《電站鍋爐爐膛防爆規程》的要求，在MFT后，聯合風機和送風機應繼續運行5min，但是當爐膛壓力超過MFT之后，因聯合風機繼續運行，負壓可能超原設計壓力，造成鍋爐爐膛和電除塵器等設備的損傷。

（2）引增風機合一改造后，聯合風機壓頭明顯增大，在異常工況下，鍋爐的負壓波動也會變大，對熱控在鍋爐負壓調節、保護定值的設定等方面提出了更高的要求，還需滿足機組RB功能，保持單臺聯合風機的穩定運行。

3 完善熱控保護邏輯

3.1 超限時聯跳送風機和聯合風機

引風機和增壓風機合并后，與改進前的系統壓力相比，壓頭有了較大增加。在機組系統中，鍋爐爐膛的最高壓力報警值為300Pa，最低壓力報警值為－400Pa、MFT動作的峰值為3.73kPa，MFT動作的最低值為－5.88kPa。當鍋爐 MFT動作后，若爐膛壓力超過上限3.73kPa，延時5min聯鎖停止聯合風機和送風機運行，若爐膛壓力低于下限－5.88kPa，立即停止聯合風機和送風機運行。在熱控的實施過程中，采用原有的爐膛壓力開關，測量值為三取二，再將信號送至送風機和聯合風機保護邏輯電路中，一旦滿足聯鎖條件，即聯鎖跳閘送風機和聯合風機，防止爐膛和煙道及電除塵器的變形損壞。改進后的保護邏輯電路圖，如圖1所示。

圖1 改進后新增加保護邏輯圖

3.2 提高聯合風機自身的保護能力

引風機和增壓風機合并為引增合一的聯合風機后，使風機和電動機的功率增加，成為重大輔助設備之一，且對運行可靠性提出了更高要求。為此，需對聯合風機增加運行保護，既要保護設備，又要防止誤動作。原引風機和電動機沒有聯鎖跳閘條件，此次改造中，新增的測點分別位于引風機推力軸承和支承軸承，共9處，報警值設為90℃，跳閘值設為110℃，并在邏輯組態中選三取二，用做引風機保護跳閘條件。聯合風機電動機的定子溫度保護定值溫度測點共有6處，將130℃設為報警值。

3.3 聯合風機保護和邏輯改進

技術改造后，將脫硫跳閘信號分別送至聯合風機保護和鍋爐保護系統（MFT）中，測量值同樣是三取二，做為聯合風機跳閘和MFT的動作條件。脫硫跳閘的定義為3臺漿液循環泵全停或吸收塔入口的煙溫大于85℃（測量值為三取二）。

保護電路和邏輯功能中，增加了同側聯合風機、送風機、空預器的跳閘聯鎖。保護電路的邏輯圖，如圖2所示。

圖2 增加保護功能的聯合風機邏輯圖

（1）聯合風機油泵全停，延時30s，聯跳聯合風機。

（2）同側送風機跳閘，聯跳聯合風機。

（3）同側空預器跳閘，延時30s，聯跳聯合風機。

（4）脫硫跳閘，測量值三取二后聯跳聯合風機。

4 機組低負荷聯合風機控制特性

4.1 聯合風機出力控制

引增合一聯合風機改造后，引風機和增壓風機合二為一，調節對象單一，對負荷變化的響應速度快，能夠在特殊工況下，根據鍋爐爐膛負壓的變化，調節風機的動葉開度，使鍋爐負壓能夠穩定在標準范圍內，避免出現機組跳閘或鍋爐負壓的劇烈波動。

4.2 聯合風機雙配置平衡控制

聯合風機進行了出力調平控制，風機調平以電流作為唯一參數量進行控制，以適應風機變負荷的特性工況。

5 結 語

通過分析，在聯合風機技術改造中，實現了鍋爐爐膛和煙道及電除塵器防超壓控制，提高了設備安全運行的能力，解決了聯合風機熱控改進中的關鍵技術問題。對于超低負荷聯合風機的特性控制，提出了技術改進措施和運行方式。通過這些措施的實施，聯合風機的耗電率明顯下降，改進前引風機耗電率為0.72%，增壓風機的耗電率為0.70%，改造后，聯合風機的耗電率為1.15%，聯合風機與改造前引風機和增壓風機的耗電率相比下降了0.27%，節能改造達到了預期目標。實際運行中，系統熱控系統的調節和保護電路的運行正常。