摘要：凤电3、4号机组设计采用汽动引风机，可有效降低厂用电1%以上。但是使用汽动引风机对炉膛负压控制、汽源的配置、引风机并列操作、异常工况提出较高要求。自凤电3、4号机组投产已有7年，在运行中对汽动引风机做了较大完善，涉及汽源，乏汽回收，启停操作等各方面进行了优化，积累了大量经验，目前汽动引风机运行稳定可靠，具有较大的参考价值。
关键词：660MW机组；汽动引风机；改造；优化
1、引言
凤电二期每台机组配2台50％容量汽动引风机，引风机采用背压式调速汽轮机驱动，采用变速静叶可调式轴流通风机。引风机汽轮机调速范围1000—7670r/min，传动比为7.7，额定功率为5950KW。汽轮机采用杭汽NG40/32型，引风机采用成都电力机械厂HA46048-8Z型。每台引风机配置一台小机、一台轴封加热器、一套润滑油系统及调速保安系统、一台减速箱。引风机小机汽源采用冷再供给，正常排汽通过三台并联的加热器，对凝结水加热后进入引风机汽轮机疏水箱，事故排汽通过PCV阀排至大气。
现我国绝大部分火力发电厂引风机均采用电机驱动，汽动引风机是一项全新的技术，其在电厂应用中处于初步阶段，对于汽动引风机运行研究十分匮乏，本课题旨在解决引风机汽轮机使用中存在汽源供汽能力不足、管道常年疏水造成除盐水及热能浪费影响环境、并列困难影响安全等问题，共大家探讨。
2、引风机汽轮机汽源优化
凤电二期引风机汽轮机汽源共有三路，分别为：本机冷段再热蒸汽（常用汽源）、本机一次抽汽（备用汽源）、辅助蒸汽（启动、调试汽源）。在机组启动过程中，引风机汽轮机使用辅汽冲转暖机及带初始负荷，当冷再汽源满足带负荷要求时切换至冷再供汽，辅汽及一抽汽源投入备用。机组正常运行时，引风机小机工作汽源为本机冷再，备用汽源为本机一抽汽源；启动调试汽源为辅助蒸汽。
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在调试中发现，引风机汽轮机使用辅助蒸汽汽源时无法满足锅炉带初负荷需求，辅汽联箱正常运行压力1.0MPa，引风机汽轮机出现冲转困难，无带负荷能力，经过专业讨论及厂家许可，引风机汽轮机冲转时将辅汽母管压力提升至1.7MPa进行试验。试验表明当辅汽压力升高后基本满足机组带初负荷要求，但是引风机汽轮机进汽调阀接近全开，致使引风机调节无余量而造成炉膛负压波动增大至±500Pa左右。同时辅汽升压试验过程中，辅汽母管安全阀动作压力也调整至2.1MPa，大大超出了凤电规程要求辅汽母管压力安全阀动作压力值（1.5MPa），严重影响到凤电辅汽系统运行安全。
经调查凤电各机组在50%日常最低负荷时冷再压力在2.5MPa左右，经过专业组讨论，提出增加一路临机冷段再热蒸汽供机组启动过程中供引风机汽轮机使用，满足汽动引风机启动及带初负荷需求。
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改造后系统图
引风机汽轮机汽源改造完成后，当凤电二期3/4机组任一台机组运行，另一台机组启动时，启动机组引风机汽轮机使用运行机组冷再汽源；当二期机组均停运，一台机组启动时引风机汽轮机汽源使用一期1/2机组冷再供汽；当4台机组均在运行时，1/2号机组冷再至3/4号机组汽动引风机汽源投入暖管，保证临机冷再管道备用。辅汽冲转引风机汽轮机至暖机转速进行暖机，暖机结束后将辅汽切至临机冷再供，直至本机冷再汽源满足带负荷要求在进行汽源切换。
经过优化后，弊端是系统复杂；优点是系统灵活，满足任何情况下3/4号机组启动要求，安全可靠。引风机汽轮机汽源改造后，机组启动过程中引风机汽轮机进汽调阀由接近全开下降至30%左右，增加了引风机对炉膛负压的调节能力。
3、引风机汽轮机疏水、乏汽回收优化
3、4号机汽动引风机布置与炉后，冷再、一抽、辅汽管道均来自汽机房，管道较长，参考上文部分可见，备用管道一直处于暖管备用状态，各管道设置了众多沿程疏水，疏水常年开启造成大量的汽水损失及热能浪费，常年飘汽也污染环境。原厂区内3、4号机引风机小机供汽管道在现场汇集了3个疏水联箱，联箱出口管道对着排水槽，管径为DN150，连续排汽量较小，间断性疏水排汽量较大，排放压力在0.1MPa以下，经现场反复测算每小时乏汽量排放量约2.0T/H，热水热汽的频繁冲击造成机组排水槽防护瓷砖经常性脱落。具体如下图：
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原理图1
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系统图
为减少热能的浪费和环境的污染，凤电经过充分论证，建立乏汽、疏水回收装置，将原排至机组排水槽的三处疏水联箱的疏水及乏汽同时进行收集利用。
疏水、乏汽回收装置主设备为混合式换热器，布置有前置一级减温器，冷却水来自低温省煤器前凝结水，回收的疏水、乏汽经过一级减温器换热后进入混和换热器进行换热，将混合后的高温凝结水送至3、4号机引风机汽轮机疏水箱，再通过3、4号机引风机汽轮机低加疏水泵将凝结水重新送至除氧器，实现乏汽及疏水的回收。
疏水、乏汽回收机组装置有关控制及监测信号接入DCS，其中信号包括低温侧凝结水温度、压力、流量；低温侧凝结水电动调节阀阀位反馈信号；乏汽疏水出口侧温度、流量，混合加热器液位信号，2台疏水泵远方控制指令。
疏水、乏汽回收机组装置控制原则为：通过采集出口侧疏水温度值设定低温凝结水进水侧电动调节阀开度，以实现出口疏水侧温度在设定范围内。通过低压混合式换热器液位信号控制2台疏水泵的运行，实现在疏水液位在设定范围内控制疏水泵的工作，又不造成频繁动作。
通过实际运行检验，整套系统无人值守、运行可靠，节能降耗，具有良好的经济效益。按照两台机组运行，年疏水乏汽投运回收装置8000小时，每小时回收2吨疏水及乏汽计算，年可节省原煤1676吨，节约除盐水16000吨，直接经济效益约为75万元。
该系统投运以来，较好的解决了汽动引风机疏水、乏汽跑冒直排形成热能浪费、热污染和噪声污染，解决高温水汽对机组排水槽汽蚀破坏的难题，值得推广。
4、汽动引风机并列操作策略优化
汽动引风机可变转速调节风量，同时配置有可调节式静叶执行器，在炉膛压力控制回路就存在了转速调节和静叶开度调节的相互配合问题，通过调研及实际使用分析，制定了汽动引风机控制策略，基本思想就是转速回路全程控制炉膛负压，取消静叶挡板调节炉膛压力功能，在机组平稳运行时控制情况良好。但是汽动引风机存在并列困难，并列操作时炉膛负压波动在±600Pa以上，甚至长时间不能顺利并列情况。针对该情况凤电组织攻关小组，优化运行操作方法，较好的解决了该难题。
以A引风机启动为例进行说明如下：
第一步：并列引风机操作时保持机组负荷在280MW稳定，并列过程中注意监视运行引风机小机切换阀阀位开度，如开度裕量不足将会造成炉膛负压增大，应通过减少燃料量降低负荷或减少总风量恢复炉膛负压正常，使运行引风机小机切换阀阀位开度裕量充足。
第二步：A引风机小机冲转前应检查对空排汽管道疏水阀开启，防止管道振动，手动开启阀位进行暖机、冲转，转速上升后快速切至MEH自动转速控制。升速过程中监视引风机小机各汽源压力正常，阀门开度状态正常，注意引风机小机冲转过程中进汽量的变化对引风机B及炉膛负压的影响。
第三步：解除原运行引风机自动，防止转速平衡回路造成炉膛负压大幅波动，待并列引风机升转速至2000r/min时，检查引风机进口挡板正常开启，否则手动开启（当转速达2750r/min，延时60s后引风机进口挡板全关，引风机跳闸），然后开启引风机入口导叶至90%，此时炉膛负压会有微正压现象。引风机静叶挡板开度大于80%后，将自动退出挡板关联状态并锁定当前开度。
第四步：逐渐降低原运行引风机转速，增加并列引风机转速，维持炉膛压力在300Pa左右，当两台引风机转速接近（原运行引风机转速降低幅度大，待并列引风机转速增加幅度小，约在4050r/min，运行引风机转速略低），待并列引风机带上出力，炉膛负压由+300Pa波动至-300Pa。立即投入引风机自动，设定炉膛负压-100Pa，将引风机转速偏置置零，炉膛负压由两台风机转速回路共同调节，炉膛压力由两台风机转速控制进入正常调节过程。在引风机并列操作过程中操作幅度一般不要超过2%指令，注意引风机进口压力变化，保持炉膛压力稳定。
通过多次验证，该操作方法切实可行。
参考文献：
[1]350MW超临界机组～1000超超临界机组50%容量锅炉引风机汽轮机简介---杭汽引风机小汽机介绍。
[2]杭州汽轮机有限公司 引风机小机使用说明书。
论文作者:丁矗,胡起飞
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30