五期鍋爐引風機、增壓風機改造可行性研究

潘東兵

摘 要：以國電太原第一熱電廠#11鍋爐為例，簡要介紹了電廠300 MW機組脫硝改造的相關內容，探討了鍋爐引風機與增壓風機合二為一的可行性，闡述了風機型式和參數選擇等內容。采取了引增合一改造方案后，從安全性和經濟性兩方面入手，驗證了風機引增合一的合理性和實用性。

關鍵詞：引風機；增壓風機；脫硝改造；鍋爐

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.006

1 設備概況

1.1 鍋爐概況

中國國電集團公司太原第一熱電廠五期工程2×300 MW汽輪發電機組的#11鍋爐是由波蘭拉法克公司制造的，型號為BP-1025，總體型式為亞臨界壓力、中間再熱、低倍率全負荷再循環、全懸吊、平衡通風、單爐膛、四角切圓燃燒、固態排渣和燃煤鍋爐。

1.2 引風機、增壓風機概況

#11爐的引風機和增壓風機是分開設置的，引風機型號為靜調/AN-30-e6，2臺/爐。引風機設計參數如表1所示。

1.3 煤質參數

實際入爐煤煤質分析如表3所示。

2 引風機、增壓風機運行概況

2.1 引風機運行參數

引風機的運行參數如表4所示。

2.2 增壓風機運行參數

增壓風機的運行參數如表5所示。

2.3 風煙系統沿程阻力

風煙系統沿程阻力如表6所示。

3 項目改造的必要性

根據國家經濟建設和環境保護協調發展的指導思想，電廠300 MW燃煤機組準備增設脫硝裝置。施行脫硫系統改造計劃后，煙氣系統的阻力有所提升。改造后，在BMCR工況下，脫硝阻力增加了1 000 Pa，脫硫系統阻力增加了800 Pa。將脫硝、脫硫改造前后引風機的運行工況繪制在引風機性能曲線上，通風機性能曲線如圖1所示。

從圖1中可以看出，現有引風機為靜葉可調軸流風機，失速區比較寬。因為現在的引風機、增壓風機裕量不大，改造后滿負荷點已經非常接近失速線了，所以，無法保證引風機的運行安全。當低負荷點位于失速區時，引風機就會出現失速的情況。因為引風機的出力無法滿足脫硝、脫硫改造后系統阻力的要求，所以，需要選擇新型號的增壓風機和引風機。

目前，我廠可選擇的風機型式有3類，即動葉可調式軸流風機，靜葉可調式軸流風機，雙速或變頻、雙吸式離心風機。根據我廠的負荷特性，要求機組具有調峰能力和可變負荷的運行方式。由于雙速離心風機調峰經濟性差、運行電耗大、變頻離心風機初投資費用太高，所以，第3類風機不予考慮。靜調風機的調節門扭矩比較大，需要1 000 N·m以上；動調風機是直接調節液壓調節裝置，從而調節葉片開度，其調節扭矩比較小，約為200 N·m。由此可知，動調風機調節速度能跟上機組負荷的變化，能有效發揮爐膛的防爆性能。

由于動調風機葉片可以調節，所以，它能適應不同工況下的不同煙氣量，以保證風機葉柵效率。靜調風機的高效區域要比動調風機的范圍小很多，動調風機具有調峰性能好、運行經濟，電動機啟動力矩小、啟停快（啟動力矩約為動調風機的38%）等優點。

帶增壓風機運行時，系統調節比較復雜，但是，引風機與增壓風機合一后，調節對象單一，煙氣系統響應負荷變化要比分設模式迅速、準確。因此，引風機改造還是要考慮采用增引合一的方案。

由上述分析可知，在相同參數的工況條件下，動葉可調式軸流風機體積、質量、效率和調節性能等都優于靜葉可調式軸流風機。因此，建議對五期鍋爐引風機和增壓風機進行引增合一改造，將風機改為動葉可調式軸流風機。風機選型和具體參數如表7所示。

4 引增合一改造方案

對#11爐引風機、增壓風機進行引增合一改造，拆除#11爐現有的增壓風機，選用2臺新型引風機。引增合一改造投資估算情況如表8所示。

二、設計費、調試費

5 改造方案的可行性分析

將引風機和增壓風機合并改造后，增壓風機、引風機合并改造工程取消了增壓風機和旁路煙道，優化了引風機出口至脫硫塔入口段煙道，降低了系統阻力，同時，還減少了1臺增壓風機的故障點，避免因脫硫風機出現故障導致非停事故，有效提高了設備運行的安全性和可靠性。在重新選擇引風機型號時，采用雙級動調軸流風機可以保持比較高的運行效率，而且節電效果明顯，有效提高了機組的經濟性，達到了節能減排的目的。

改造前#11爐引風機滿負荷效率約65%，電機輸入功率為1 540 kW；增壓風機滿負荷效率約60%，電機輸入功率為1 500 kW，引風機和增壓風機總功率為4 580 kW。改造后，新引風機滿負荷效率約85%，電機輸入功率為1 687 kW，2臺新引風機總功率為3 374 kW。改造后，能耗減少了1 206 kW，按機組平均運行7 000 h計算，全年節電量為（按最小計算）1 206×7 000=844.2×104 kW·h；節約費用為844.2×0.37=312.4萬元。由此可知，改造成本回收期為855÷312.4=2.74年。

6 結論

增壓風機、引風機合并改造后，節能效果明顯，即使忽略目前風機效率低等因素，也可以在2.74年回收投資。所以，引風機代替脫硫增壓風機的節能改造工程節電效果很明顯，大大提高了機組運行的經濟性，為企業創造了良好的經濟效益，為貫徹落實“節能減排”作出了巨大的貢獻。