淺析張家口發(fā)電廠送風機節(jié)能改造及效果

劉國利

【摘 要】張家口發(fā)電廠8臺機組投產較早，鑒于當時設備設計、制造水平所限，空預器漏風較大。為滿足生產需要，送風機選型較大，而實際運行時送風機導葉開度較小，功率及電能浪費較大。近年來為了降低NOx排放，提高鍋爐熱效率，張電相繼進行了低NOx燃燒器、脫硝、空預器等改造，改造后的燃燒過剩空氣量和原設計相比下降很多，空預器漏風率也明顯下降，二次風系統(tǒng)的阻力也相應下降，但由此帶來的送風機選型偏大的問題更加凸顯。為此在2號鍋爐大修時對送風機進行了改造，將原送風機動葉葉片數(shù)量由16片減小為8片，即每隔1個動葉片取消1個動葉片。改造后經運行試驗和技術經濟分析表明，兩臺送風機功率均有下降，提高鍋爐的經濟性。

【關鍵詞】送風機 改造 經濟性分析

大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠，共安裝8臺300MW燃煤發(fā)電機組，配套鍋爐為東方鍋爐廠制造的蒸發(fā)量為1025t/h一次中間再熱燃煤汽包鍋爐。每臺鍋爐配備兩臺上海鼓風機廠制造的FAF20-10.6-1型動葉可調軸流送風機。由于張家口發(fā)電廠8臺機組投產的較早，限于當時的設備制造、設計水平，空預器漏風較大，送風機選型較大，送風機電機額定功率高達1120kW，實際運行時送風機導葉開度較小。近年為了降低NOx排放，提高鍋爐熱效率，相繼完成了8臺鍋爐的低NOx燃燒器、脫硝、空預器改造，改造后的燃燒過剩空氣量和原設計相比下降很多，空預器漏風率也明顯下降，二次風系統(tǒng)的阻力也相應下降，送風機選型偏大的問題更加凸顯。導致風機實際運行效率較低，不斷增加送風機功耗。甚至出現(xiàn)風機喘振、失速跳機現(xiàn)象，涉及設備安全問題。為相應國家節(jié)能減排的要求。經大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠各級生產技術部門一至討論通過在2號機組大修時擬對2號爐兩臺送風機進行改造。

1 改造前送風機概述

1.1 改造前送風機結構

張家口發(fā)電廠每臺鍋爐配備兩臺上海鼓風機廠制造的FAF20-10.6-1型動葉可調軸流送風機，為單級，臥式布置。風機葉片安裝角可在靜止狀態(tài)或運行狀態(tài)時用電動執(zhí)行器通過一套液壓調節(jié)裝置進行調節(jié)。葉輪由一個整體式軸承箱支承。主軸承由軸承箱內的油池和液壓潤滑聯(lián)合油站供油潤滑。為了使風機的振動不傳遞至進氣和排氣管路，風機機殼兩端設置了撓性聯(lián)接件（圍帶），風機的進氣箱的進口和擴壓器的出口分別設置了進、排氣膨脹節(jié)。電動機和風機用二個剛撓性半聯(lián)軸器和一個中間軸相連接。風機的旋轉方向為順氣流方向看逆時針。葉片數(shù)量為16片。

1.2 改造前送風機運行參數(shù)

由于此次#2鍋爐改造對燃燒器、空預器均進行了較大幅度的改造，同時增設了SCR設備，并減少了送風機動葉片數(shù)量。為了便于比較改造前后送風機的經濟性情況，通過調取歷史數(shù)據(jù)，截取了改造前#2機組分別帶300MW、240MW的運行參數(shù)數(shù)據(jù)（見表1）。

表1 兩個負荷工況下送風機改造前機組運行參數(shù)匯總

2 改造后送風機概述

2.1 改造后送風機結構

改造后送風機原有結構基本不變，僅將原送風機動葉葉片數(shù)量由16片減少為8片，即每隔1個動葉片取消1個動葉片。

2.2 改造后送風機運行參數(shù)

待機組運行工況穩(wěn)定后，進行并完成機組在300MW負荷工況下的兩臺送風機試驗；之后進行并完成機組在240MW負荷工況下的兩臺送風機試驗。改造后送風機運行參數(shù)見表2。

表2 兩個負荷工況下送風機改造前機組運行參數(shù)匯總

3 送風機改造后試驗結果分析

3.1 改造后兩側送風機平衡情況分析

將兩臺送風機熱態(tài)試驗主要數(shù)據(jù)結果列于表3中，由表3中數(shù)據(jù)可以看出，兩個負荷工況下，兩臺送風機運行工況偏差不大，兩臺送風機全壓升、流量、電流、實際動葉開度均相差不大，表明左右兩側二次風系統(tǒng)阻力比較均衡。

表3 改造后兩臺送風機熱態(tài)試驗主要結果匯總

3.2 改造后風機電機功率計算公式

在機組6000V電機儀表柜記錄每個工況開始、結束時的兩臺送風機電量值，最終計算出送風機功率值。

公式：電機輸入功率計算：（kW）

式中：Pm-電動機輸入功率，kW；

N2-試驗結束時送風機電量值，kW.h；

N1-試驗結束時送風機電量值，kW.h；

t -電量記錄時間間隔，h；

Ψ-送風機電度表變比值。

3.3 改造前后送風機運行經濟性比較

比較表1與表2中改造前后300MW負荷工況送風機運行參數(shù)，可以看出鍋爐改造后兩臺送風機電流有一定程度的下降。鍋爐改造前300MW負荷工況#1、#2送風機電流分別為45.46A/43.01A，鍋爐改造后對應負荷工況#1、#2送風機電流分別為38.9A/37.1A，鍋爐改造后兩臺送風機電流平均下降了6.24A，按電動機額定功率因素cosφ=0.919考慮，粗略估算滿負荷工況，鍋爐改造后兩臺送風機平均功率約較改造前下降“ΔP=√3×U×ΔA cosφ=1.732×6×6.24×0.919=59.59kW”。

比較表1與表2中鍋爐改造前后240MW負荷工況送風機運行參數(shù)，可以看出鍋爐改造后兩臺送風機電流有一定程度的下降。鍋爐改造前240MW負荷工況#1、#2送風機電流分別為41.69A/40.22A，鍋爐改造后對應負荷工況#1、#2送風機電流分別為35.3A/34.0A，鍋爐改造后兩臺送風機電流平均下降了6.31A，按電動機額定功率因素cosφ=0.919考慮，粗略估算滿負荷工況，鍋爐改造后兩臺送風機平均功率約較改造前下降“ΔP=√3×U×ΔA cosφ=1.732×6×6.31×0.919=60.26kW”。

總的來講，鍋爐改造后滿負荷工況及80%負荷工況下，兩臺送風機電流均較改造前有所下降，相應電動機功耗也有所下降，粗略估計兩個負荷工況，鍋爐改造后平均每臺送風機功率較改造前下降約59.93kW。

4 結語

送風機改造后，在保證滿足鍋爐運行的同時，降低了原有送風機單機功率。響應了國家節(jié)能減排的號召，進一步降低廠用電率，圓滿完成了對#2鍋爐機組的送風機進行節(jié)能改造。

參考文獻：

[1] 電力行業(yè)標準DL/T469—2004《電站鍋爐風機現(xiàn)場性能試驗》.

[2] 國家標準GB10178—88《通風機現(xiàn)場試驗》.

[3] 上海鼓風機廠，新版B本FAF型電站動葉可調軸流送風機安裝和使用維護說明書，2004.