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火电厂锅炉引风机改造策略研究

发表时间:2020-07-18 13:44:28

火电厂锅炉引风机改造策略研究

郭茂丰

(呼和浩特热电厂, 内蒙古 呼和浩特 010030)

摘 要:随着国家节能减排工作的不断深入,火电厂需进行多项环保改造,烟气系统阻力增加,锅炉引风机需要改造。通过对多种引风机改造策略进行研究,得出“引增合一”改造策略具有较多优势,而引风机型式的选择需根据电厂的场地、改造工期、投资及运行经济性等进行综合考虑。

关键词: 火电厂; 引风机; 改造策略; 引增合一

1 离心引风机改造策略

1.1 单改增压风机,保留引风机

单独改造增压风机,改造后增压风机需提供原脱硫所需压升及电厂环保改造所增加的全部压升,理论上是可行的。

2台引风机与1台增压风机串联运行,增压风机无备用,取消旁路后,一旦增压风机发生故障,机组必须停运,但可通过设置增压风机旁路的措施弥补串联运行的安全可靠性。开启增压风机旁路并降低负荷,让引风机提供整个烟风系统的阻力。由于改造后增压风机提供的压升在风机系统中所占比重较大,约50%左右,甚至更大,即使机组降负荷并且脱硫减少浆液喷淋量,引风机运行工况仍为高压升、低流量,运行工况点会出现在风机性能曲线的失速区,此时机组必须停机。

1.2 单独改造引风机,保留原增压风机

该策略最简便的方法为对原引风机进行局部改造,在其转速、叶片宽度以及叶片数量等方面进行改造,若改造满足系统压升增加的要求,且原电机大小也满足要求,则改造量较小,可节约大量的改造成本与工期。但是对原引风机进行局部改造所增加的压升有限,对于环保改造增加阻力较大的机组不满足要求,即需要更换原引风机。

增压风机与引风机属于串联运行,且增压风机无备用,取消旁路后,增压风机是烟风系统的关键设备点,增压风机的故障率大小直接影响锅炉主机运行的安全可靠性。可增设增压风机旁路,增压风机发生故障时,开启增压风机旁路并降低负荷,让引风机提供整个烟风系统的阻力。

1.3 引增合一

取消脱硫增压风机,对引风机进行改造,引风机压头考虑整个系统全部阻力。相对引风机与增压风机串联运行,引风机与增压风机合并减少了系统的故障点,可以更好地保证系统的安全运行,同时调节对象单一,烟气系统响应负荷变化较分设策略迅速、准确,而且运行维护费用较分设策略低。“引增合一”后取消了增压风机,每台炉两台引风机并联运行,单台引风机设备故障时,可通过降低机组负荷约60%BMCR左右,单台引风机运行而不必停机,机组运行可靠性高。

采用“引增合一”还可以优化炉后布置,节约场地。由目前众多电厂面临的问题可知,炉后场地条件制约着其环保改造方案的选择与环保改造目标的实现,对于改造场地较紧张的电厂,“引增合一”可以为炉后进行脱硫改造、湿式静电除尘器改造等提供场地条件。

2 风机选型策略

2.1 风机性能

采用“引增合一”的改造策略,对于大型机组,其风机选型主要有两种方案,一种是动叶可调轴流风机,另一种是静叶可调轴流风机。

2.2 风机可靠性

2.2.1 风机叶轮耐磨性

从叶片的形式与材质上看,静叶可调轴流风机叶片为板式,表面可实行喷涂或堆焊耐磨层等防腐措施,其耐磨性优于动叶可调轴流风机。但双级动叶可调轴流风机目前已普遍使用,其两级叶轮使得风机转速低于静叶可调轴流风机。对于高压头,双级动叶可调风机转速只需750 r/min,而静叶可调轴流风机需要1 000 r/min左右。风机叶轮的磨损与转速的平方成正比(即与烟气冲刷叶轮速度的n次方成正比,n>3),所以在相同参数条件下,动叶可调轴流风机能明显减少风机叶轮的磨损。并且目前由于火电厂除尘器效率的提高,进入引风机的烟气含尘量较以前有了大幅下降,一般均在100 mg/m3以内,所以动叶可调轴流风机耐磨性已经不再制约其作为引风机使用。从多个改造后的电厂了解到,动叶可调轴流风机运行情况良好。

2.2.2 风机故障率

动叶可调轴流风机转动部件较多,结构复杂,且叶片运行角度由油压控制,据多个电厂反应,此种方式可能存在漏油等问题。所以动叶可调轴流风机故障率相对高。静叶可调轴流风机结构相对简单,叶片材质耐磨性较好,所以故障率较低,运行可靠。

2.3 运行能耗

根据风机性能曲线可知,在高负荷区,两种方案效率差别不大,动叶可调轴流风机略高于静叶可调风机;低负荷时,静叶可调轴流风机效率下降明显,与动叶可调轴流风机相差较大。鉴于此种情况,现在大机组锅炉进行引风机改造较多倾向于采用动叶可调轴流风机。但如果电厂常年负荷较低,若静叶可调轴流风机配置变频器,可在低负荷时通过调节转速而提高风机效率,每年节约的能耗费亦相当可观。

2.4 设备投资

从目前国内风机市场来看,相同性能参数的两种风机静调风机较动调风机低50~70万元/台,但是静叶可调风机由于低负荷时效率较低,电厂一般会为其配置变频器。变频器价格昂贵,尤其是大功率进口变频器,初投资较高是制约电厂采用静调+变频方案的一个重要的因素。

3 结语

引风机改造需具备整体观、系统观、协调观,综合考虑脱硝、除尘、脱硫的改造及主机的实际运行工况,制定切实有效的改造方案,避免设备重复投资,保证整体系统安全、高效、稳定运行。


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