熱電廠利用汽電雙驅引風機實現工業熱負荷熱電解耦探索

0 引言

熱電聯產可提高能源的轉換利用效率，提高企業的經營效益，但傳統的純凝機組設計之初并未考慮大容量工業熱負荷參數匹配及接帶問題。目前，一次再熱機組工業熱負荷主要采用冷再減壓直接外供、熱再減溫加壓外供等形式。冷再直接外供蒸汽量受制于爐內受熱面超溫限制，無法實現大容量外供。熱再外供受制于機組深度調峰，壓力參數難以保證以及減溫減壓后高品質蒸汽的焓值損失。本文針對某480 t/h循環流化床鍋爐工業熱負荷與鍋爐超低排放引風機改造相結合的方式進行熱電解耦探討。

1 某電廠純凝運行參數及目前工業熱負荷供應方式

某電廠采用東方鍋爐廠DG480/13.7-Ⅱ2型循環流化床鍋爐，超高壓中間一次再熱、單元制模式，機組純凝工況運行參數見表1。該電廠工業熱負荷參數為壓力1.5 MPa、溫度330℃，最大流量為120 t/h。由表1可見，機組負荷低于50%時，再熱器壓力及流量與工業熱負荷參數要求無法匹配。

目前，該電廠設計有冷再與熱再兩路工業熱負荷接帶系統，正常工況下以冷再接帶熱負荷為主。冷再與工業供汽參數相對匹配度高，但供汽能力受制于鍋爐再熱器受熱面超溫以及深度調峰期間的再熱器壓力限制。熱再蒸汽與工業供汽參數相對匹配度差，供汽能力受制于機組深度調峰期間的再熱器壓力限制以及減溫后?損失。

2 某電廠引風機設計參數及改造后煙氣阻力核算

該電廠單臺機組裝備為兩臺江蘇金通靈有限公司生產的RJ48-DW2470F雙吸雙支撐離心式風機，設計風量520 000 Nm

/h，風機靜壓6 200 Pa，電機功率1 300 kW。

隨著環保標準不斷提升及供電標準煤耗逐年降低的要求，鍋爐相繼進行了旋風分離器縮口、增設一層SCR催化劑、增加低壓省煤器、電除塵器增阻等超低排放改造，增加一臺30 m

/h煤泥輸送泵提高劣質煤摻燒量。由表2可見，改造后煙道煙氣阻力值增加約2 200 Pa；煤泥含水率約30%，入爐水量增加約9 m

，引風機入口溫度120℃的情況下，增加的煙氣量約15 000 m

/h，引風機出力無法滿足鍋爐BMCR工況下長期運行。

從2011年至2016年，日本大學的專利轉讓件數和專利轉讓獲得的收入也呈現出了增長的態勢，具體數量見圖2。

3 引風機改造設想

桐廬縣氣象臺7月26日11時發布《氣象信息快報》(2018年第42期)指出:7月27日晴到多云,午后局部有陣雨或雷雨。“桐廬氣象”微信公眾號、“桐廬發布”微信公眾號也在26日相繼推送消息,提醒廣大公眾注意防范近期局地強對流天氣。

3.1 單列引風機的可行性

背壓汽輪機驅動進汽汽源參數在該電廠無合適匹配的汽源點，需要進行汽源點改造。初步設計采用汽汽引射器進行汽源改造，由主蒸汽作為引射動力蒸汽，再熱蒸汽作為被引射汽源，經減溫后作為背壓汽輪機的動力源。主蒸汽引射壓力為12.5 MPa、溫度535℃，再熱蒸汽被引射壓力為2.0 MPa、溫度為535℃，引射比約為0.3。采用給水泵中間抽頭作為蒸汽減溫水源，蒸汽流量計算見表3。聯調型汽汽引射器后蒸汽壓力及溫度，采用自動調節模式。該配汽設置雖存在能量損失，但對鍋爐再熱器受熱面的影響較小，對鍋爐整體燃燒影響較小，蒸汽系統改造見圖1。

考慮鍋爐后期布袋除塵器改造阻力增加約800 Pa，煤泥入爐量繼續增加約60 m

/h，煙氣量增加約30 000 m

/h情況下，現有引風機配置無法滿足上述改造后的運行要求。

拖動引風機的背壓汽輪機排汽參數需要與工業熱負荷匹配，避免二次減溫減壓造成的?損失。經過初步驗算，排汽參數設計為：壓力1.48 MPa、溫度325℃，進汽參數設計為壓力3.5 MPa、溫度475℃。

3.2 單列軸流引風機的選型

該電廠考慮基礎電負荷及工業熱負荷相加的情況下，鍋爐負荷基本維持在50%以上，單列風機的運行工況點遠離軸流風機喘振區，同時結合熱電解耦的需求，因此，設計采用靜葉可調軸流引風機。

引風機改造設計為單機組采用單列100%MCR容量靜葉可調軸流式引風機替換原兩臺離心式引風機并進行相應的煙道改造。

主流的軸流引風機主要分為靜葉可調軸流引風機、動葉可調軸流引風機。靜葉可調軸流風機結構簡單、可靠性高，維護方便，靜調葉片對煙塵敏感性低，初期投資低，但低負荷時效率相對較低。動葉可調軸流風機結構復雜、可靠性相對較低，維護要求高，動調葉片對煙塵敏感性較高，但負荷調節幅度較寬，效率較高

。

3.3 靜葉可調軸流引風機的設計參數

雙列離心式引風機改造為單列靜葉可調軸流引風機，對煙道進行相應改造，考慮改造煙道的阻力變化。單列靜葉可調軸流風機設計時，風機靜壓差增加10%裕量為8 900 Pa；入口煙氣溫度為120℃增加10%裕量，煙氣量為1 150 000 Nm

/h，風機功率約為4 200 kW。

4 汽電雙驅引風機動力汽源的改造及運行模式設想

4.1 驅動背壓汽輪機的參數設計及動力源改造方案

從中國經濟宏觀環境來看，中美貿易摩擦對峙，短期內可能會對中國經濟發展帶來負面影響，如加劇通貨緊縮的壓力，增加人民幣貶值的可能性，影響勞動力就業率等。

類似于這樣的方式還有很多種，對于機械制圖、數控操作等課程，教師可以借助展示、比賽等模式，對學生進行激勵。對于成績比較好的學生還可以組織他們一同參與省市的競賽。不論遇到怎樣的結果，這些激勵性的語言對學生的發展都有深遠的意義。

國外火電機組的單列輔機布置方案嘗試較早，有著豐富的運行經驗借鑒。近年來，國內火電輔機生產廠商制造技術更加成熟，質量更加可靠。根據火電機組非計劃停運統計，因風機原因的非計劃停運率僅有約0.03%。廣西柳州電廠、陜西渭河電廠、華能洛陽熱電廠300 MW等級機組、內蒙古布連電廠660 MW等級機組均采用單列引風機配置，為單列風機的布置方式及控制邏輯提供了可靠的借鑒經驗。因此，現有機組的雙列離心式風機改造單列引風機技術上可行。

原發性高血壓合并IVSH患者與不同嚴重程度VA的發生率見表2。結果顯示:Ⅱ 級、C級以下的VA發生率兩組比較，差異無統計學意義(P>0.05)，但Ⅲ級、D級以及Ⅳ級、E級的VA發生率IVSH組明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，表明原發性高血壓合并IVSH患者的Ⅲ級、D級以上嚴重VA發生率明顯升高。

有兩個方式保證機組負荷低于75%時，再熱蒸汽壓力不低于2.0 MPa。一是設置汽汽引射器，由主蒸汽引射冷再蒸汽供入高壓排汽母管，但改造投資大、系統復雜。故采用第二種方式，中調門參與再熱蒸汽壓力調節。設計中壓調節閥參調模式軟操作按鈕，中壓調節閥調節模式投入后，中壓調節閥IV1和IV2步進交替動作參與調節，維持再熱蒸汽出口壓力為2.0 MPa，同時設置汽輪機跳閘中壓調節閥手動調節狀態強制退出，恢復中壓調節閥自動控制邏輯

。

4.2 汽電雙驅引風機運行模式

汽電雙驅靜葉可調軸流式引風機軸系布置為定速背壓汽輪機-定比齒輪箱-電動機-靜葉可調軸流引風機。背壓汽輪機布置在軸系端側，定速比齒輪箱帶有離合功能。背壓汽輪機的進汽量根據工業熱負荷變化，由排汽壓力自動調整。引風機可實現汽動、汽電雙驅、電動不同方式的運行。由于外界熱負荷相對穩定，背壓汽輪機運行期間均保證在高效率區

，提高了背壓汽輪機的運行效率。

汽輪機轉速超過電動機驅動轉速后，電動機轉變為發電機向廠用電系統供電，有效降低了廠用電率，進一步降低了供電標煤耗。工業熱負荷停運檢修時，由電動機拖動引風機運行。非供暖季，汽電雙驅引風機排汽采用聯調型汽汽引射器，引射參數為壓力0.25 MPa、溫度230℃，中壓缸至低壓缸連通管排汽，將0.4～0.5 MPa、285℃低壓蒸汽供入輔汽母管及除氧器，降低低壓缸的進汽量，減少冷凝損失，滿足15 t/h的低壓工業熱負荷。供暖季時，汽電雙驅引風機排汽用于驅動供熱汽動循環水泵，實現能源的梯級利用。

5 結論

汽電雙驅引風機的配置，既解決了鍋爐超低排放改造后引風機出力不足的問題，簡化了引風機的配置，更是開拓純凝機組接帶工業熱負荷的思路，解決了深度調峰期間工業熱負荷接帶能力不足問題，實現熱電解耦及能源的梯級利用。

[1]劉龍.淺論火電廠增引合一改造為單列風機的實施方案[J].通用機械，2017(4):52-54.

[2]劉暢，耿林霄，王珩，等.高低旁路聯合供熱改造控制策略研究[J].熱力發電，2020，49(11):126-132.

[3]呂春俊，藺琪蒙.“汽電雙驅”引風機高效供熱[J].科技創新導報，2017(23).