淺析1000MW機組汽動引風機汽源方式改造優化

李國棟（神華福能發電有限責任公司，福建 石獅 362712）

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淺析1000MW機組汽動引風機汽源方式改造優化

李國棟
（神華福能發電有限責任公司，福建 石獅 362712）

摘 要：大型燃煤機組為了降低廠用電率，將鍋爐引風機與脫硫增壓風機合并，采用汽輪機來驅動。本文針對某工程汽動引風機進汽汽源管道設計不合理而存在的問題進行分析，并介紹該廠采用的汽源技改方式，在不影響引風機負壓調整性能基礎上，不僅提高了引風機運行安全性，增強了機組運行經濟性，給汽動引風機系統的設計和優化提供了參考。

關鍵詞：火力發電；汽動引風機；切換閥；汽源改造

1 前言

隨著國內1000MW大型燃煤機組的建設，廠用電率居高不下成為影響機組經濟性的主要因素之一。汽動引風機采用小汽輪機代替大功率電動機作為引風機驅動機構，可大大降低廠用電率。某工程建設為2×1000MW超超臨界燃煤發電機組，鍋爐兩臺引風機與脫硫兩臺增壓風機合并，每臺機組配置2臺50%容量，額定功率11000kW的汽動引風機，設計廠用電率為3.8%。

該工程汽動引風機的汽源設計有兩路，一路來自主汽輪機的四段抽汽，一路為啟動和備用汽源采用輔助蒸汽，在兩路汽源切換通過輔汽管道切換閥實現。在機組低負荷運行時，小汽輪機進汽量只有額定工況的22%，加之兩路汽源至小汽輪機管道較長，管內蒸汽流動性差，加之切換閥設計的不合理，切換過程中極易發生進入小汽機蒸汽過熱度大幅下降，可造成引風機汽輪機跳閘等異常事故。

本文通過對該廠汽動引風機進汽汽源的改造介紹，分析技改后汽動引風機汽源切換的安全性和經濟性，給同類設計安裝方式的汽動引風機提供了參考。

2 汽動引風機汽源選擇及切換過程存在的問題

2.1 汽動引風機汽源切換方式

汽動引風機正常運行工作汽源為四段抽汽，蒸汽作功后排入獨立的凝汽器冷卻，凝結水經過小機凝結水泵送入主凝結水系統，啟停及備用汽源采用輔助蒸汽。兩路汽源在引風機房合并后進入小汽機做功。小汽機允許的最高進汽壓力為1.3MPa，最高進汽溫度為410℃。原設計如圖1所示。

小汽機啟動沖轉采用輔助蒸汽，進汽壓力：≥0.55MPa低壓進汽溫度：過熱度≥50℃。正常運行輔汽壓力0.8mp，通過設定切換閥后壓力，控制小機調節閥開度，保證小汽機足夠的進汽量及調節裕度。

當主機負荷升至約40%額定負荷（定壓）或30%額定負荷（滑壓）時，關閉切換閥，四抽進汽管道上的逆止閥門自動打開，主機四段抽汽通過主汽閥、調節閥，然后進入噴嘴做功。此時，工作汽源已由備用蒸汽切換至主機四段抽汽。

圖1

圖2

當主機負荷降到約40%額定負荷（定壓）或30%額定負荷（滑壓）以下，調節閥開度大于95%，四段蒸汽流量仍不能滿足引風機的功率要求時，切換閥打開，將備用蒸汽引入。此時，四抽進汽管道上的逆止閥門自動關閉，工作汽源由四段抽汽切換至備用蒸汽。

2.2 汽動引風機兩路汽源切換存在的隱患

2.2.1 原設計汽源切換存在的問題

原設計兩路汽源從機房引出后，經過約50m長兩根管道穿過機、爐廠房界，分別引入引風機房。由于輔助蒸汽至引風機汽輪機供汽管路頗長，且沿程管路疏水設計不合理，雖經后來改造在供汽電動門前加裝了一路疏水器，但因管路太長容積龐大，且沿途又無用戶，管內汽體流動性差，管路長期備用過程中，管路中的這部分“死汽”窩聚，僅靠疏水器疏水無法保證管路可靠熱備用。該機組在調試過程中，在進行引風機小機汽源切換時，由于“死汽”串進工作汽源中，使小機工作蒸汽溫度大幅降低，蒸汽沖動力不足，發生了引風機小機跳閘，觸發RB使機組迫降負荷事故。

2.2.2 通過切換閥進行汽源切換的隱患

安裝在輔汽管道上的切換閥為液動控制結構，熱控控制電源及伺服閥等部件的不可靠性，對機組運行安全也構成一定的威脅。該機組在調試過程中，曾發生過一次熱控電源故障造成切換閥突關，最終導致引風機汽輪機失去汽源跳閘事故。

同時，由于切換閥具有很大的節流，低負荷切換汽源時，由于切換閥的節流降壓，進一步使汽源壓力降低，易造成沖動小機蒸汽動能不足。

3 汽動引風機汽源改造方案

3.1 合并兩路引風機進汽汽源

該廠通過技改，在機、爐廠房界墻處，盡早將輔助汽和四次抽汽并入一根管路。輔助蒸汽備用管路從輔助蒸汽聯箱引出，豎直插入四抽供引風機小機蒸汽管路，廢除合并后的備用蒸汽管道，最大限度地減少至引風機汽機房備用蒸汽管路的長度，避免了備用管路長期疏水，減少了工質和熱量損失，同時降低了汽耗率，提高了機組運行經濟性。

3.2 去掉輔汽管道切換閥

輔汽管道切換閥具有很大的節流，在低負荷工況或事故情況下緊急切換汽源時，由于進入引風機小機蒸汽動能不足，致使小機實際轉速與設定值偏差增大引發事故。同時由于切換閥結構復雜，實際運行過程中存在若干不可靠隱患。故將液動切換閥摘除，提高了設備運行可靠性。

汽源改造后如圖2所示。

結語

該廠通過對2×1000MW機組引風機汽輪機汽源的改造，實現了工作汽源和備用汽源的及時、自行、可靠切換，通過技改可取得以下效果。

（1）四次抽汽和輔助蒸汽至引風機汽輪機供汽電動門均保持開啟狀態，兩路汽源都隨負荷變化滑壓運行，負荷在380MW以上，引風機汽輪機汽源全程由四段抽汽帶，不再使用高壓缸排汽向輔助汽聯箱供汽，提高了汽機內效率。

（2）避免了管路長期疏水，減少了工質和熱量損失，使機組運行經濟性有所提高。經改造前、改造后煤耗對比分析，初步測算，可降低煤耗3g/kW·h～5g/kW·h，中、低負荷尤為明顯。

（3）由于降低輔助汽聯箱壓力運行（輔助汽用戶減少，同時冷再供輔助汽聯箱調門不開避免了節流聲音），使輔助聯箱噪音大為降低。

參考文獻

［1］孫葉柱，孫偉鵬，江永.1036MW機組汽動引風機控制策略優化及其深度節能研究［J］.中國電機工程學報，2011（S1）：217-221.

［2］ DENG Jianling， LIANG Feifei， DING Yang， et al. Performanceanalysis of induced draft fan driven by steam turbine for 1 000 MWpower units［J］. Energy and Power Engineering， 2013， 5（4）: 1387.

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