1000MW锅炉汽动引风机运行应用实践分析论文_罗炜超,曹慧

1000MW锅炉汽动引风机运行应用实践分析论文_罗炜超,曹慧

摘要:风机运行过程中为了简化其DCS控制方式以减少运行维护成本,可以采用引风机运行来进行风机改造。

关键字:锅炉运行;引风机;实践应用

前言

相对来说引风机是发电厂运行过程中耗电量最大的设备之一,1000MW机组的电动机驱动引风机的单机功率占到发电总量的接近1.5%。

1相关概述

对锅炉电动引风机进行蒸汽驱动、引增合一(引风机与脱硫增压风机合并)的改造成为近年国内火力发电行业的热点。利用蒸汽驱动引风机可节约厂用电;可方便地实现转速调节,使引风机在不同负荷下保持高效率;可避免大容量电动机启动电流对厂用电系统的影响;引增合一可减少设备的维护成本,简化DCS(分散控制系统)控制方式。为了提供运行操作参数,对改造后的风机进行了并入运行和最大出力试验。某1000MW超超临界机组锅炉原配置2台50%BMCR(锅炉最大出力工况)容量引风机和2台增压风机,采用定速电动机驱动。在机组大修中进行了改造,原有2台电动引风机改为背压式调速汽轮机驱动,并进行引增合一改造,增加1台40%THA(热耗率验收工况)容量的电动引风机,作为机组启动用引风机。即改造后引风机配置为2台汽动引风机(A/B)和1台电动引风机(C)。每台汽动引风机配置1台背压式汽轮机(简称小机),机组较高负荷时,小机汽源考虑全部采用锅炉一级再热器出口蒸汽;低负荷时,引风机轴功率较低,考虑到小机的运行效率和排汽温度,小机汽源采用锅炉一级再热器出口蒸汽和汽轮机高压缸排汽(冷段)的混合蒸汽。

2汽动引风机并入运行试验

2.1第1台汽动引风机(B)并入运行

在电动引风机C运行的情况下,进行汽动引风机B并入运行试验。试验前,锅炉总风量约为1450t/h左右。汽动引风机B小机转速先升至3600r/min,与电动引风机C的电动机额定转速基本一致,然后逐渐开启汽动引风机B的静叶。之前炉膛负压由电动引风机C静叶自动控制,随着汽动引风机B静叶的开大,汽动引风机B的出力逐渐增加,电动引风机C的静叶开度会逐渐减小,电流也会逐渐减小。当汽动引风机B的静叶开度比电动引风机C的静叶开度大5%~10%时,汽动引风机B将会突然带上出力,炉膛负压会急剧下降,电动引风机C的静叶开度会下降很多,这时应及时关小汽动引风机B的静叶开度,并增加锅炉总风量,调整汽动引风机B的静叶开度与电动引风机C静叶开度基本一致,使2台引风机的流量一致,避免互相抢风。

2.2第2台汽动引风机(A)并入运行

试验前机组负荷为480MW、锅炉总风量为1400t/h左右、电动引风机C和汽动引风机B并列运行、汽动引风机B的静叶开度为90%左右,逐渐提高汽动引风机A小机转速至3600r/min,准备并入汽动引风机A。在并入汽动引风机A前,先逐渐关小电动引风机C的静叶开度至5%左右,此时电动引风机C基本没有出力。然后逐渐开大汽动引风机A的静叶开度,同时关小汽动引风机B的静叶开度,当汽动引风机A的静叶开度比汽动引风机B的静叶开度大10%后,增加锅炉总风量,汽动引风机A带出力,汽动引风机A与B的风量接近,同时开大汽动引风机A与B的静叶开度,使2台引风机的流量一致。值得注意是,由于电动引风机C和汽动引风机A/B的容量不同,且电动引风机为定速风机,而汽动引风机为变速风机,在风机并联运行操作时,一旦两者的出力偏差过大,极易造成2台风机相互抢风。

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3单台汽动引风机最大出力试验

在机组负荷为450MW、电动引风机C和汽动引风机B并列运行时,进行了汽动引风机B的最大出力试验。此时,电动引风机C的静叶开度为43.5%,汽动引风机B的静叶开度为61.8%,锅炉总风量为1820t/h左右。汽动引风机B静叶开度投自动,逐渐关小电动引风机C的静叶开度,直至5%左右,同时汽动引风机B静叶开度自动开大,至汽动引风机B静叶开度为75%左右时,汽动引风机B静叶自动撤出,汽动引风机B转速自动投入,将汽动引风机B静叶开度手动开至85%左右。在关小电动引风机C的静叶的过程中,汽动引风机出力逐渐加大,此时需逐渐增加机组负荷。因为汽动引风机小机的出力取决于小机的进汽参数,在增加机组负荷的过程中,小机进汽温度和压力都会有所上升,提高了小机的出力,从而提高汽动引风机的出力。在机组负荷为510MW时,汽动引风机B小机进汽压力为2.80MPa,进汽温度为497.6℃,小机调门开度为86%左右,小机转速为4000r/min左右(小机的额定转速为4894r/min),此时引风机转速约为695r/min,汽动引风机B静叶开度为85%,锅炉总风量为1840t/h左右。故单台汽动引风机的机组最大出力负荷为510MW左右。

4单台汽动引风机与电动引风机并列运行时最大出力试验

在汽动引风机B与电动引风机C并列运行时,进行了最大出力试验。电动引风机C的出力其静叶开度决定,没有变转速运行的能力,而汽动引风机B则可变转速、可变静叶开度。当电动引风机和汽动引风机并列运行时,考虑到2台轴流风机并列运行时自动调节的和谐性,汽动引风机也作为定速风机运行,故汽动引风机B的小机转速控制在3600r/min左右,汽动引风机转速为580r/min,与电动引风机的转速基本一致,以防止因2台风机的转速偏差比较大而造成相互抢风。在汽动引风机B与电动引风机C并列运行时,2台引风机静叶均投自动,逐渐提高机组负荷。当机组负荷为790MW左右时,引风机的静叶开度已在80%左右,引风机的余量已不多,故当1台汽动引风机与1台电动引风机并列运行时机组的最大出力负荷在795MW左右。对锅炉电动引风机进行蒸汽驱动、引增合一的改造不仅可以节约厂用电,还可以减少设备的维护成本,简化DCS控制方式。由于电动引风机和汽动引风机的容量不同,电动引风机为定速风机,而汽动引风机为变速风机,机组在启动阶段及风机并联运行操作时,电动引风机与汽动引风机同时运行,应尽量避免两者的出力偏差过大,从而造成2台引风机相互抢风。另外,在操作过程中还应注意变速风机极易因负载瞬间减小而引起转速飞升,应及时调整风机各参数以避免风机跳闸。常规的给水泵汽轮机方案相类似.对引风机汽轮机的选型不存在问题。而采用方案2.一方面由于冷再热蒸汽(高压缸排汽)过热度偏低.驱动用的汽轮机通流部分过早进入湿蒸汽区.水冲击较大.大部分动静叶均需更换为经抗水蚀处理的动静叶,成本大大增加;另一方面。引风机轴功率较大.且蒸汽的有效焓降小.导致汽轮机进汽量较大.对锅炉再热器受热面的设计会有一定影响。对于新建项目.该影响町在锅炉受热面设计时一并考虑.但对于改造T程,则需要锅炉厂进行相关核算.甚至对受热面进行改造.牵涉面较广。

5结束语

汽动引风机和电动引风机有这不同的容量,电动是定速而汽动是变速,在风机并联运行的过程中需要同时运行两种风机以避免偏差过大导致后续一系列问题。

参考文献:

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[4]申根.某电厂1000MW火电机组引风机和增压风机优化改造研究与应用[J].节能,2019,38(01):83-87.

论文作者:罗炜超,曹慧

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期

论文发表时间:2019/12/2

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