雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)在350MW機(jī)組中的應(yīng)用

王曉東

摘 要：為進(jìn)一步降低發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、降本增效的運(yùn)營目標(biāo)，某電廠對2號爐進(jìn)行增引合一改造，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)改造；增引合一；經(jīng)濟(jì)；安全

為響應(yīng)國家十二五節(jié)能減排號召，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，2012年，某電廠為降低能耗指標(biāo)，對2號爐引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行合并改造。由于原引風(fēng)機(jī)選型較大，取消增壓風(fēng)機(jī)后，引風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時，經(jīng)常落入失速區(qū)，為消除風(fēng)機(jī)失速，不得不在低負(fù)荷時采取提高送引風(fēng)機(jī)出力以消除風(fēng)機(jī)失速，使得風(fēng)機(jī)電耗不降反升，這給運(yùn)行指標(biāo)調(diào)整和設(shè)備安全帶來嚴(yán)重影響。為消除此安全隱患，經(jīng)過嚴(yán)密的熱態(tài)試驗(yàn)，2013年，對2號爐原靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)進(jìn)行換型改造，更換為雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，改造后的引風(fēng)機(jī)經(jīng)過試驗(yàn)，風(fēng)機(jī)效率明顯提高，電耗明顯大幅下降，由于采用雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，性能曲線較平滑，引風(fēng)機(jī)失速現(xiàn)象徹底消失，使引風(fēng)機(jī)安全性能大幅提高。

1 設(shè)備概況

1.1 鍋爐基本情況

某電廠現(xiàn)有 2臺350MW國產(chǎn)亞臨界機(jī)組，配套哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1165/17.5-HM3型燃煤鍋爐，單爐膛，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣。機(jī)組同步建設(shè)了煙氣脫硫（FGD）裝置，采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，煙氣100%進(jìn)行脫硫處理，整套系統(tǒng)采用一爐一塔制，脫硫效率不小于92%。每臺爐配備兩臺靜壓可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)全壓8457Pa，脫硫系統(tǒng)配備一臺靜壓可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)全壓2448Pa。2012年，取消2號爐增壓風(fēng)機(jī)，2013年，對2號鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，由靜葉可調(diào)軸流式該為雙級動葉可調(diào)軸流式。

2 雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)簡介

軸流風(fēng)機(jī)的工作原理是基于機(jī)翼型理論。即：氣體以一個攻角進(jìn)入葉輪，在翼背上產(chǎn)生一個升力，同時必定在翼腹上產(chǎn)生一個大小相等方向相反的作用力，使氣體排出葉輪呈螺旋形沿軸向向前運(yùn)動。與此同時，風(fēng)機(jī)進(jìn)口處由于差壓的作用，使氣體不斷地吸入。雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)與單級軸流風(fēng)機(jī)相比而言，主要是多了一個葉輪，兩級葉輪通過推桿和推盤進(jìn)行串連，推桿安裝在主軸承箱空心軸內(nèi)，并可在安裝和檢修時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，由于前后兩級葉輪串連而成，因此風(fēng)機(jī)前后兩級葉輪調(diào)節(jié)的同步性和可靠性不成問題。

3 鍋爐引風(fēng)機(jī)選型和試驗(yàn)

某電廠2號爐取消增壓風(fēng)機(jī)后，由于系統(tǒng)阻力增加等原因，引風(fēng)機(jī)偶爾會出現(xiàn)喘震、失速現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行，為找到引風(fēng)機(jī)失速的原因，更好的對2號爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，所以很有必要對2號機(jī)組引風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行性能試驗(yàn)，從而找到縮小或避免引風(fēng)機(jī)速的方法，并提高引風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的效率，并為今后引風(fēng)系統(tǒng)改造提供翔實(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)和可靠的方案，試驗(yàn)測定了各風(fēng)機(jī)運(yùn)行的煙氣流量、壓力、功率和引風(fēng)系統(tǒng)各設(shè)備段的阻力，以及其他相關(guān)運(yùn)行參數(shù)。經(jīng)過對2號爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能測試，得出2號爐引風(fēng)機(jī)效率嚴(yán)重偏低，說明引風(fēng)機(jī)設(shè)計參數(shù)與系統(tǒng)存在較大的匹配偏差，所以必須對2號爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行全面改造，以真正達(dá)到增引合一的目的，使引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)合并改造后經(jīng)濟(jì)方面以及運(yùn)行安全方面均有較大提高，故采用葉輪流道相當(dāng)較寬，相對磨損方面占優(yōu)的雙級動葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)做為改造方向。

4 雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)各項(xiàng)性能分析

4.1 可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的效率分析

對于在運(yùn)行過程中的效率問題，單級風(fēng)機(jī)由于葉片較短以及葉片數(shù)量較多，流速較大，在葉片頂部的二次流的損失以及葉片上的摩擦損失有所增加，同時由于雙級風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓器產(chǎn)生的擴(kuò)壓損失只需要計算一個擴(kuò)壓損失，因此一般來講雙級風(fēng)機(jī)的效率高于單級風(fēng)機(jī)的效率。

4.2 雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性分析

雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)與單級軸流風(fēng)機(jī)相比而言，主要是多了一個葉輪，兩級葉輪通過推桿和推盤進(jìn)行串連，推桿安裝在主軸承箱空心軸內(nèi)，并可在安裝和檢修時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，由于前后兩級葉輪串連而成，因此風(fēng)機(jī)前后兩級葉輪調(diào)節(jié)的同步性和可靠性不成問題。

4.3 雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的直徑分析

軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計按照等環(huán)量理論設(shè)計，軸流風(fēng)機(jī)當(dāng)輪轂比增加時壓力系數(shù)增加、流量系數(shù)下降，其中壓力系數(shù)增加較快，流量系數(shù)略微下降，因此相同參數(shù)下，單級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑較大，雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑相對較小。

4.4 雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動慣量分析

由于雙級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)直徑較小，同時風(fēng)機(jī)重量也較輕，因此轉(zhuǎn)動慣量較小，若選用雙級風(fēng)機(jī)則電機(jī)的啟動時間較短，啟動電流較小，這樣可以延長電機(jī)的使用壽命。

綜合上述分析結(jié)果可以看出，采用雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，不論在風(fēng)機(jī)效率上，風(fēng)機(jī)可靠性上，安全上，使用壽命上，都明顯優(yōu)于單級動葉可調(diào)風(fēng)機(jī)。

5 增引風(fēng)機(jī)合一后，雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)在2號爐的應(yīng)用

本次采用的引風(fēng)機(jī)是上海鼓風(fēng)機(jī)制造廠生產(chǎn)的雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，通過對2號爐引風(fēng)機(jī)冷態(tài)的調(diào)試和2號爐啟動后，引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況和高低負(fù)荷試驗(yàn)，引風(fēng)機(jī)總體運(yùn)行狀況良好，失速和喘振現(xiàn)象消失，單機(jī)帶負(fù)荷能力增強(qiáng)，在單臺引風(fēng)機(jī)運(yùn)行（雙側(cè)送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)同時運(yùn)行）時，機(jī)組帶負(fù)荷210MW，且還有15%負(fù)荷余量，單側(cè)引風(fēng)機(jī)為275A，這是在2號爐引風(fēng)機(jī)未改造前不可想象的（單臺引風(fēng)機(jī)運(yùn)行只能帶150MW，最高170MW）。引風(fēng)機(jī)電耗明顯下降，在進(jìn)行300MW負(fù)荷試驗(yàn)時，兩臺引風(fēng)機(jī)電流為總和為475A，在同等煤量、風(fēng)量和蒸發(fā)量情況下，未進(jìn)行改造的引風(fēng)機(jī)電流總和為580A，節(jié)能效果明顯，極大地降低廠用電率，同時安全性能也得到同步提高。

6 引風(fēng)機(jī)改造后效益分析

2號爐引風(fēng)機(jī)改造后，經(jīng)過各負(fù)荷段運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗(yàn)測試結(jié)果，測算出2號爐增引合一動調(diào)擴(kuò)容改造后的耗能量，見表1

綜上所述，引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)二合一動調(diào)擴(kuò)容改造后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率提高，每年比改造前節(jié)電約1015萬 kWh.。上網(wǎng)電價為0.375元/kwh，每年節(jié)電效益為380萬元左右。

7.結(jié)束語

隨著2號爐改造后引風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，標(biāo)志著2號爐改造的雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)以及增引合一在2號爐應(yīng)用成功，為350MW機(jī)組鍋爐增引合一改造，打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。