摘要:火电机组锅炉引风机和脱硫增压风机普遍采用电动机驱动,随着国家出台强制取消脱硫旁路的政策,两者合二为一成为必然趋势。同时,随着火力发电技术创新和节能优化设计的不断推进,汽动引风机技术改造应运而生。采用汽轮机代替电机驱动引风机有以下优点:一是彻底解决引风机启动时电流过大对厂用电的冲击;二是大幅降低厂用电率,降低供电煤耗,提高电厂运行的指标;三是实现引风机的转速调节,使风机在不同负荷下保持高效率;四是蒸汽的热能直接转化为机械能,减少能量转化环节和能量损失,提高了热能的利用效率;五是避免引风机电气故障造成机组负荷受限,影响机组出力。
关键词:汽动引风机;火力发电机组;应用;分析
引言:在传统的火力发电机组中,电动引风机是定转速静叶调节,在低负荷时引风机入口节流损失大,造成风机效率低,厂用电率上升等不利影响。为适应时代潮流,许多发电企业通过技术创新以及引进先进设备来达到降低生产能耗的目的。文章就某厂引进的汽动引风机在大型火力发电机组中的应用及可能出现的问题进行了全面的分析。
1.汽动引风机的概述
文章以某厂一期工程2×660MW超超临界机组为实例,对汽动引风机进行一个简要的概述。该引风机型号为HA46048-8Z,属于汽动引风机中的节能型流通风机,风机调节装置型号为A460T,设计功率为4.5MW,额定转速为5195r/min,调速范围为3000~5528r/min。小机额定进汽压力为5.05MPa,温度为505℃;额定排汽压力为1.396MPa,温度为351.1℃,额定流量为49.21t/h。
2.设备参数
引风机为风机厂生产的静叶可调轴流式风机,汽动引风机型号由东方汽轮机有限公司生产的背压式小汽轮机驱动。汽动引风机汽源采用锅炉一级再热蒸汽联箱出口蒸汽,汽动引风机排汽供给除氧器运行在回热模式,同时也可以供至热网或者排大气。汽动引风机额定进汽压力5.05MPa,进汽温度505℃,额定排汽压力1.39MPa,排汽温度351.1℃,额定蒸汽流量49.21t/h。考虑到机组启动、停运和低负荷时汽源得不到保障,增加机组启动灵活性和运行可靠性,配备一台与现有引风机参数相同的50%容量的电动引风机。
3.汽动引风机两种并列方式的比较
3.1机组启动操作任务量比较
第一种并列方式的并列时间为50分钟,主要操作手段为同时提高两台汽动引风机转速,并降低电引转速,最后电引退出运行,两台汽引并列运行。此种操作方法时间较短,但操作较为复杂,需要兼顾三台引风机的工况变化,并较难判断引风机是否已正常并入运行。第二种并列方式的并列时间较长,主要操作手段为A引先提高转速,并入运行,电引退出,接着N引提高转速,与A引并入运行,最后同时降低两台汽引转速,保证炉膛压力。此种并列方式操作时间较长,步骤较多,但单一时间段内操作比较明确,因引风机并入运行时炉膛压力有较大波动,所以容易判断引风机是否并入运行。
3.2机组经济性比较
由于电动引风机为6kV设备,额定功率为3400kW,额定电流386A,一般来说,机组从点火开始,经历升温升压、冲转、暖机、并网,带初始负荷到汽动引风机并列为12小时左右,并网前的过程为8小时左右。
4.汽动引风机在应用中可能出现的问题
4.1启动汽源问题
该厂汽动引风机的汽源有两路,一路取自低温再热器入口,另一路取自低温再热器出口。机组启动初期,在没有邻机供汽的情况下,汽动引风机不具备启动带负荷条件,需要启动电动引风机作为风烟系统吹扫、锅炉点火的首要条件。当机组负荷上升至270MW左右时,首台汽动引风机并入风烟系统与电动引风机同时出力,负荷至400MW左右时,两台汽动引风机完全并入风烟系统,电动引风机退出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可以看出,在没有邻炉汽源的情况下,汽动引风机的应用依然对电动引风机具有一定的依赖性。
4.2风机并入运行时的失速问题
由于电动引风机转速一定,当汽动引风机与电动引风机并入运行时,需要将引风机汽轮机转速上升至引风机转速相匹配的值,用固定转速的方法调节汽动引风机和电动引风机的静叶来实现并列,在并列时需要选择合适的负荷所对应的风量作为并列点,否则容易造成风机失速,引起引风机汽轮机超速,对锅炉和引风机汽轮机的安全构成威胁。
4.3风机并入运行时转速突降
在汽动引风机和电动引风机并入运行时,电动引风机的负荷会将一部分出力转移至汽动引风机上,由于汽动引风机转速控制系统在调节上带有迟滞性,调门开度不能及时开大以维持转速,从而导致汽动引风机转速突降甚至完全把转速拖垮。因此在其转速控制系统的逻辑上和反应的灵敏性上需要作进一步的优化以满足要求。
4.4低负荷适用性差
正常运行时两台汽动引风机以变转速调节负压,当负荷降低时炉膛风量减少,汽动引风机转速跟踪负压往下降,当负荷下降至某一定值时,汽动引风机的进汽参数降低不能满足正常运行要求,导致引风机出力下降或风机出力不稳定等现象,而实际中则需要将转速下降至稳定值后固定,用两台汽动引风机的静叶对负压进行辅助调节。所以汽动引风机在高负荷时具有较高的经济性,而在低负荷时其经济性会开始降低,并出现不稳定的情况。
4.5 RB工况下反应迟钝
机组在极端情况下,RB动作时负荷快速下降至额定负荷的50%,汽动引风机的进汽参数变化较快,而背压机的压力降低稍缓,这就使得汽动引风机的调整出现迟滞,炉膛负压波动较大,不能实现稳定调节。
5.汽动引风机在生产中的应用
该厂汽动引风机进汽采用低温再热器出口和高压缸排气两路汽源,在高负荷时用低再出口汽源驱动引风机,可保证运行的经济性;在低负荷时则采用两路汽源并用来降低小机排气温度,以实现机组运行的安全性;小机排气可通过背压机对热网供热,进一步降低供电煤耗,提高上网电量。同时汽动引风机可以实现变转速调节负荷,减少节流损失,避免了电动引风机对厂用电系统的电压冲击。从汽动引风机实际运行情况来看,汽动引风机具备低能耗、高效率的优点,能为企业带来巨大的经济利益和环保效益,对企业的产业结构优化具有促进作用,意味着其逐步取代传统电动机驱动型引风机将成为一种趋势,在发电产业中具有良好的发展前景。
总结:汽动引风机在实际应用中具有良好的经济效益,能够为发电企业带来竞争优势,实现资源利用的最大化,并为厂用系统的安全运行提供保障。但是汽动引风机在技术上仍然存在不足的地方,需要从多种角度去完善,使汽动引风机在电力产业中的应用变得更加成熟,更具有优势。
参考文献:
[1]李毅杰,孙宇明,朱晨亮,徐浩渊,张家宽,卢叙钿.汽动引风机自动启停控制及导叶优化分析[J].热力发电,2019,48(02):126-131.
[2]徐岳林.660MW汽动引风机失速原因分析及应对措施[J].中国战略新兴产业,2018(44):251-252.
[3]郭俊山,郑威,韩悦,王杨.600 MW机组汽动引风机经济性评价[J].热能动力工程,2018,33(10):101-106.
[4]朱朝阳,赵卫正,刘川槐.汽动引风机叶片断裂故障分析与处理[J].风机技术,2018,60(S1):72-76.
[5]殷培光,李秋白,任子芳,高宏发,邢恩希,祁有胜.引风机汽动驱动联合供热系统节能效果分析[J].热力发电,2018,47(03):99-103.
[6]朱国栋,李朋,王超,俞亚勇,张敬坤,高燕武.汽动引风机汽轮机汽源选择的热经济性分析[J].浙江电力,2017,36(11):88-91.
论文作者:左慧茹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/12
标签:引风机论文; 转速论文; 负荷论文; 机组论文; 风机论文; 汽轮机论文; 炉膛论文; 《基层建设》2019年第11期论文;