1?000?MW超超臨界機(jī)組鍋爐一次風(fēng)機(jī)改造

李彥民

(中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467312)

1 設(shè)備概況

某公司1期2×1?000?MW超超臨界機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠制造的DG3000/26.15-Ⅱ1型超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、對沖燃燒方式、Π型鍋爐。1，2號鍋爐共配備4臺由成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的雙級動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)型號為GU 23838-22型。1，2號爐一次風(fēng)機(jī)自投產(chǎn)以來一直存在軸承振動大的問題且振動無規(guī)律性，至今已多次發(fā)生跳閘現(xiàn)象。運(yùn)行中停單側(cè)風(fēng)機(jī)搶修，造成機(jī)組被迫降負(fù)荷，鍋爐燃燒不穩(wěn)定，穩(wěn)燃消耗大量燃油，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1，2號機(jī)組自投運(yùn)以來因一次風(fēng)機(jī)振動超限，運(yùn)行中被迫單側(cè)停運(yùn)共計(jì)59次，造成機(jī)組跳閘1次，啟機(jī)耗油共計(jì)約510?t，同時造成調(diào)度考核電量大量損失。經(jīng)過現(xiàn)場檢查、試驗(yàn)、分析，進(jìn)行過多次C修、臨停、搶修均未能徹底解決此問題。因此，該公司對1，2號機(jī)組一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱態(tài)試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析研究，弄清楚無規(guī)律振動超限、風(fēng)機(jī)效率低的機(jī)理，制定出相應(yīng)的改善措施和可行的改造方案。

2 試驗(yàn)分析

通過現(xiàn)場一次風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)，判斷一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)遠(yuǎn)離失速線，均在風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作區(qū)域內(nèi)，但是一次風(fēng)機(jī)性能曲線的流量越小(即動葉開度越小)，其壓力與流量關(guān)系曲線斜率越大，在動葉角度不變情況下，一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性受流量變化影響大。

目前，系統(tǒng)阻力曲線沒有通過一次風(fēng)機(jī)的高效區(qū)，一次風(fēng)機(jī)的壓力裕量過大，與現(xiàn)有系統(tǒng)的匹配性較差。由于風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)不匹配，風(fēng)機(jī)的實(shí)測效率僅為69?%～75?%，與動調(diào)風(fēng)機(jī)的最高效率88?%以及合理運(yùn)行效率區(qū)相差甚遠(yuǎn)，一次風(fēng)機(jī)沒有發(fā)揮其動調(diào)高效風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)，具有較大的節(jié)能空間。另外，根據(jù)現(xiàn)場一次風(fēng)機(jī)多次檢修分析判斷，一次風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)道、出口擴(kuò)壓器也存在設(shè)計(jì)不合理、基礎(chǔ)剛度不夠的缺陷。所以綜合判斷：風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)不匹配以及風(fēng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺陷是造成一次風(fēng)機(jī)振動無規(guī)律大幅波動、效率低的主要原因。

3 改造方案

3.1 一次風(fēng)機(jī)動葉片改造

對一次風(fēng)機(jī)動葉片葉型進(jìn)行重新計(jì)算、設(shè)計(jì)、改造(輪轂、機(jī)殼、導(dǎo)葉等不作改動)，在保持風(fēng)量不變的情況下，降低出口風(fēng)壓，從而使風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)相匹配，降低風(fēng)機(jī)振動；同時，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)在高效區(qū)，達(dá)到節(jié)能效果。動葉葉片改造后的一次風(fēng)機(jī)性能曲線如圖1所示。

3.2 一次風(fēng)機(jī)出口擴(kuò)壓器改造

將擴(kuò)壓器與機(jī)殼的剛性連接改為柔性連接。將擴(kuò)壓器沿氣流方向整體后移10?mm，取消原法蘭螺栓直接連接，在擴(kuò)壓器與機(jī)殼之間、內(nèi)部芯筒之間各增設(shè)一圈橡膠帶及與其配套的圓弧板和壓板，防止擴(kuò)壓器振動傳遞到軸承箱上。

圖1 動葉葉片改造后的一次風(fēng)機(jī)性能曲線

3.3 一次風(fēng)機(jī)入口管道改造

將一次風(fēng)機(jī)入口管道由原水平布置改為垂直布置，將原設(shè)計(jì)消音器安裝在垂直管道內(nèi)。增設(shè)四周進(jìn)氣吸風(fēng)口，頂部增加防雨棚。

3.4 一次風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)改造

為增加一次風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量，將原基礎(chǔ)兩側(cè)各增寬300?mm，基礎(chǔ)標(biāo)高增高至-0.15?m。同時，增設(shè)擴(kuò)壓器前支腿地腳螺栓2個，以加強(qiáng)一次風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度。

4 改造效果

4.1 一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)匹配性分析

2014年，該公司分別對1，2號鍋爐4臺一次風(fēng)機(jī)實(shí)施改造。改造后一次風(fēng)機(jī)振動穩(wěn)定，至今未出現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承振動增大及不穩(wěn)定現(xiàn)象，一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性達(dá)到100?%；同時一次風(fēng)機(jī)耗電量明顯降低，改造效果顯著。改造后進(jìn)行了一次風(fēng)機(jī)熱態(tài)性能試驗(yàn)，性能曲線如圖2所示。一次風(fēng)機(jī)實(shí)測效率在80?%左右，與曲線設(shè)計(jì)效率相比，偏差均在5?%以內(nèi)，風(fēng)機(jī)實(shí)際性能基本達(dá)到設(shè)計(jì)值。

一次風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)與葉片重新選型后設(shè)計(jì)參數(shù)對比如表1所示。

根據(jù)一次風(fēng)機(jī)實(shí)測參數(shù)與TB點(diǎn)的對應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)比較，風(fēng)量裕量為8.6?%，壓力裕量為18.1?%。風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)流量及壓力裕量選取都較為合理。

由圖2及表1所示，目前系統(tǒng)阻力曲線位于性能曲線的中部，曲線的高效區(qū)域，風(fēng)機(jī)在各個負(fù)荷都能達(dá)到80?%以上的運(yùn)行效率，且遠(yuǎn)離理論失速線，能夠安全穩(wěn)定地滿足系統(tǒng)阻力要求，一次風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)匹配性較好。

圖2 一次風(fēng)機(jī)改造后的性能曲線

表1 一次風(fēng)機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)與設(shè)計(jì)值參數(shù)

4.2 節(jié)能分析

改造后節(jié)能分析如表2所示，根據(jù)改造后風(fēng)機(jī)熱態(tài)性能試驗(yàn)參數(shù)，風(fēng)機(jī)效率提高6?%以上，節(jié)能量相當(dāng)可觀，每臺鍋爐一次風(fēng)機(jī)每年可減少電耗331.6 萬 kWh，使廠用電率下降 0.050?4?%，年節(jié)約費(fèi)用135.8萬元，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

5 結(jié)束語

(1)?改造后，一次風(fēng)機(jī)無規(guī)律振動超限的問題得到了根治。

(2)?改造后風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)位于性能曲線的中部，處于性能曲線的高效區(qū)，且運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離理論失速線，風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)匹配性能良好，能安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)?改造后，一次風(fēng)機(jī)節(jié)能效果顯著。如果計(jì)及風(fēng)機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行而減少的單風(fēng)機(jī)運(yùn)行的負(fù)荷損失，則改造的經(jīng)濟(jì)效益更大。

表2 A，B號一次風(fēng)機(jī)改造后節(jié)能分析

1?袁??泉，吳志鵬，井春茹．影響火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)可靠性的因素及措施[J]．東北電力技術(shù)，2005，26(10)：48-49.

2?王登香．動葉可調(diào)一次風(fēng)機(jī)振動及解決方法[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(10)：56-57．

3?李偉軍．動葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī)失速和喘振分析[J]．電力安全技術(shù)，2014，16(4)：12-15．