引风机与增压风机合并改造在燃煤机组中的应用

摘  要：针对燃煤电厂脱硫脱硝改造后烟气系统阻力增加，造成原引风机出力无法满足运行要求的问题，以及为消除单台运行的增压风机给系统可靠性带来的风险，进行了技术改造，采用引风机与增压风机合并成联合风机。经过对比选型，联合风机选用并列运行的两台双级动叶可调轴流式风机，并对相关电气系统及控制系统进行了优化，对烟道系统进行了加固改造等。实际应用表明：联合风机运行平稳，调节灵活，达到了安全、节能、环保的目的。

关键词：引风机;增压风机;合并改造;燃煤机组

0    引言

随着《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）、《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）等一系列环保标准与文件的陆续颁布与实施，火电厂相关主要污染物排放指标进一步大幅收紧，为此沙角C电厂相继进行了锅炉烟气脱硫改造、尾部烟气加装脱硝装置（SCR）及炉内低氮燃烧改造、电袋除尘改造以及为提高SCR入口烟温的热水再循环改造等诸多改造工程，旨在提高锅炉脱硫、脱硝、除尘的效率，减少污染物排放，建设节能降耗、绿色环保的电厂。这些改造会导致烟气系统阻力增加，锅炉原来的引风机出力无法满足要求，需要对引风机进行扩容改造[1]。此外，由于原增压风机的配置为每台机组1台，增压风机的可靠性大大影响了机组的可靠性，因此为提高機组运行的可靠性，需要对脱硫的烟风系统进行优化。

1    原引风机、增压风机运行情况

每台锅炉配置2台离心式引风机及1台轴流式增压风机，并联运行，配置高低速电机切换，进/出口挡板为气动门调节。增压风机布置在引风机出口到脱硫烟气再热器（GGH）之间。

1.1    原引风机性能曲线及运行工作特点

原引风机性能曲线如图1所示，同等负荷下，A、B引风机的马达电流、流量、压头及全压效率的大小关系与其进口挡板开度大小相一致，且A、B引风机运行出力较均匀。A、B引风机运行工作点位于额定负荷设计工作点的左下方，630 MW负荷下，A引风机进口挡板开度为89.4%，流量为435.1 m3/s;620 MW负荷下，B引风机进口挡板开度为82.6%，流量为429.09 m3/s。由以上实测数据推算到THA工况（660 MW），得出引风机THA工况下的流量为456.3 m3/s，由热耗率验收THA工况流量推算得出锅炉最大出力BMCR工况下流量为483.68 m3/s。根据以上引风机性能试验数据，630 MW负荷下，实测A引风机全压为3 320.3 Pa;620 MW负荷下，实测B引风机全压为3 112.3 Pa;再根据锅炉负荷与烟气阻力特性换算到BMCR工况，得出烟风系统BMCR工况下的阻力为4 103 Pa。

由图1可以看出，离心式引风机的TB点最高压头约4 800 Pa，原设计风机压头为4 076 Pa，考虑现阶段改造增加SCR脱硝装置后，烟风系统阻力增加约1 000 Pa，则引风机所需承担的压头为5 076 Pa，已经接近引风机的TB点压头，根据风机流量计算值查图1，该运行工作点已经偏离性能曲线。且电袋除尘改造后，预计烟气阻力将增加约800 Pa，因此原引风机无法满足SCR改造后的机组出力要求，必须扩容改造[2-3]。

1.2    原增压风机运行情况

原脱硫增压风机采用Denmark HOWDEN风机制造厂生产的动叶可调轴流式风机，设计参数BMCR工况流量3 490 560 m3/h，全压2 900 Pa;TB工况流量3 933 720 m3/h，全压3 900 Pa。原来烟气脱硫系统仅设置一台增压风机，从机组可靠性角度看，由增压风机解列引起停炉的概率相比双列风机高，当增压风机出现事故时，机组必须进行停机处理。为了提高机组运行可靠性，需对脱硫烟风系统进行优化。

2    改造方案及风机选型

2.1    改造方案选定

由于烟气脱硫、脱硝及电袋除尘改造后烟气系统阻力增加，同时由于单台配置的增压风机增加了机组运行的不可靠性，设计方案充分考虑设备改造工作量、改造费用、耗能情况、运行安全性、改造风险等多个方面，通过对比分析，最终选定引风机及增压风机合并方案，取消原增压风机，由重新选型的两台并列运行双级动叶可调轴流式风机替换原引风机并安装在原来的引风机位置。

2.2    联合风机选型

风机合并后的选型参数如表1所示。

说明：

（1）TB（test block）工况点的风量、风压为风机能力考核点;

（2）BMCR工况及BECR工况下的风机参数都作为风机考核点;

（3）风机裕量已考虑空气预热器堵塞及脱硫GGH堵塞的阻力。

根据上述选型参数，对风机进行了初步选型，风机性能曲线如图2所示。

最终选定双级动叶可调轴流风机：

风机型号：ANT-3200/1600B;

轮毂直径：1 600 mm;

叶片长度：800 mm;

负荷调节方式：双级动叶可调;

转速：995 r/min;

设计介质温度：126 ℃;

电机功率：7 100 kW。

联合风机选型性能参数如表2所示。

3    改造方案实施

3.1    烟风道改造

重新制作联合风机进出口部分烟道，取消的增压风机烟道前后连接起来，拆除原脱硫系统旁路烟道，加固联合风机前后烟道。

3.2    配套系统改造

风机基础改造：根据原来引风机的桩图资料，原项目采用6根？准500管桩，每根桩的原设计荷重为2 300 kN，新风机每台重量40 315 kg，原有桩基基本能满足受力要求，对原风机基础进行加固处理。

基于新联合风机电机容量核算各工况下线路负荷情况，对风机电气系统、逻辑控制系统进行改造，本文不对此展开论述。

4    结语

本项目经过前期的可研和多个方案对比分析，最终选择双级动叶可调轴流式风机代替原离心式引风机及脱硫增压风机，脱硫系统阻力由新的联合风机承担，新风机的设计全压除满足风机入口锅炉尾部烟道及SCR反应装置阻力外，同时考虑风机出口到烟囱的脱硫系统及电袋除尘器阻力，风机出口烟道由原微负压运行变为正压运行。因此，在改造风机的同时，对风机进出口烟道和电除尘的强度进行了加固，同时对配套电气系统和控制系统进行了改造。

该项目在机组实施以后，风机运行平稳，风量调节迅速灵活，节能效果明显。机组运行6个月后，在满负荷运行时，A、B联合风机动叶开度均小于85%，电机平均电流235 A、246 A，合计481 A。改造前相同负荷下，原引风机电流分别为232 A、240 A，增压风机电流243 A，合计715 A，节能效果明显。结合优化的控制系统，改造后的风机达到了安全、节能、环保的目的。

[参考文献]

[1] 惠润堂，苗永旗，朱立平，等.火电厂锅炉引风机改造策略研究[J].环境工程，2015，33（5）：85-89.

[2] 广东电网公司电力科学研究院.锅炉风机性能实验报告[R].

[3] 电站锅炉风机现场性能试验：DL/T 469—2004[S].

收稿日期：2020-06-05

作者简介：唐帅（1982—），男，辽宁锦州人，助理工程师，研究方向：热能与动力工程。