摘要：我国对节能减排力度的逐步加大，原来的燃煤火电厂风机由于没有配套的脱硫设施，需要进行脱硫改造。现普遍采用了对除尘器进行技术改造，改造后的除尘器型式多为电袋复合除尘器或纯袋式除尘器。设备改造前应进行全面的技术可靠性评估，以防止设备改造后引风机不能安全稳定运行。本文对引风机改造进行分析，得出“引增合一”改造优势，而根据电厂改造工期、投资及运行经济性进行论述。
关键词：火电厂；引风机；改造策略
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，如脱硝改造、除尘改造与脱硫改造等，机组烟风系统总阻力增加较大，火电厂风机系统无法满足环保改造后机组满负荷运行要求，需对引风机进行扩容改造。根据国家环保政策要求，火电厂脱硫旁路烟道即将拆除，锅炉烟气系统与脱硫系统将串联为一个整体，风机系统运行的可靠性直接关系到机组的安全稳定运行，因此引风机改造成功与否对电厂意义重大。
一、引风机改造分析
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。如某电厂2 × 330 MW 机组因环保改造，烟风系统阻力增加，风机系统需要改造，经分析，若采用单独改造增压风机路线，增压风机故障后，机组各个工况点均在引风机性能失速区，机组必须停运。因此单改增压风机，保留引风机，不利于机组安全稳定的运行。
2、单独改造引风机，保留原增压风机。以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。
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，可以更好的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[2]。“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。
二、风机选型分析
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2 种方案。
1、风机性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆动叶可调轴流风机通过液压调节油站、调节臂、液压缸及叶片调节机构等带动动叶在运行过程中改变叶片的角度，以获得风机流量和压力的变化。由于动叶的角度改变，使得该风机冲击损失较小，效率较高，并且具有调节幅度深和非常宽广的调节范围，因此动叶可调轴流风机可在大幅变工况下保持较高的效率，其调节特性和变工况的适应性比静叶可调轴流风机好。其等效率曲线近似椭圆，长轴与横坐标轴角度较小，最高效率区域位置适中，且范围较宽，可调节范围较大。一般选型时，锅炉TB 工况与100%BMCＲ均能同时落在风机的高效区域内[2]。静叶可调轴流风机采用入口导叶调节，不仅能减少性能参数，而且可借助入口导叶在一定范围内的反向调节所获得的负旋绕，也能增加性能参数，同时还能改变叶轮的进气条件，提高风机的性能。其等效率曲线近似一圆形，其高效区域靠近曲线上部、导叶的大开度位置，锅炉TB 工况与100% MCＲ 工况同时落在高效区较难办到。与动叶可调轴流风机相比，低负荷时，运行效率下降较快，一般各个工况点效率均低于动叶可调轴流风机[1]。
2、风机可靠性。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1000 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）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。
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。核算电厂的运行能耗费用时必须将风机效率与电厂负荷率结合分析。1) 若机组长期高负荷运行，采用两种风机在运行能耗费上相差不大，其中动叶可调轴流风机效率稍高，能耗费略低。2) 若机组年运行负荷部分为高负荷，部分为低负荷，静叶可调轴流风机低负荷时效率较低，动叶可调轴流风机在运行能耗与费用上将有较大优势。3) 若机组长期在低负荷运行，静叶可调轴流风机+ 变频，年能耗费将低于动叶可调轴流风机。若静叶可调轴流风机方案因加变频器节约的能耗费在短时间内可以弥补对变频器的投资，那么静调+ 变频方案较动调方案是有优势的。
结论
1、根据目前火电厂环保设施的建设与改造及脱硫旁路必须取消，从机组运行调整、改造及经济性、运行可靠性及炉后场地综合利用方面考虑，引风机改造采取“引增合一”策略是较有优势的。
2、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。
参考文献
[1]江得厚，孙宁，董雪峰.锅炉引风机与脱硫增压风机合一技术经济分析[J].电力技术经济，2015，(2).
[2]李立敏，张燕宾.引风机与脱硫增压风机合并方案论证探讨[J].东北电力技术，2016(8) .
[3]程永红，陈庆国.浅谈燃煤锅炉引风机叶片再制造应用研究[J].中国电力，2014，(7).
论文作者:温瑞峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：风机论文; 轴流论文; 引风机论文; 机组论文; 工况论文; 负荷论文; 电厂论文; 《电力设备》2017年第26期论文;