1 000 MW超超临界机组锅炉一次风机改造

李彦民

(中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467312)

1 设备概况

某公司1期2×1 000 MW超超临界机组锅炉为东方锅炉厂制造的DG3000/26.15-Ⅱ1型超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式、Π型锅炉。1，2号锅炉共配备4台由成都电力机械厂生产的双级动叶可调轴流一次风机，风机型号为GU 23838-22型。1，2号炉一次风机自投产以来一直存在轴承振动大的问题且振动无规律性，至今已多次发生跳闸现象。运行中停单侧风机抢修，造成机组被迫降负荷，锅炉燃烧不稳定，稳燃消耗大量燃油，严重影响机组的安全、稳定、经济运行。

据统计，1，2号机组自投运以来因一次风机振动超限，运行中被迫单侧停运共计59次，造成机组跳闸1次，启机耗油共计约510 t，同时造成调度考核电量大量损失。经过现场检查、试验、分析，进行过多次C修、临停、抢修均未能彻底解决此问题。因此，该公司对1，2号机组一次风机进行热态试验，并根据试验结果分析研究，弄清楚无规律振动超限、风机效率低的机理，制定出相应的改善措施和可行的改造方案。

2 试验分析

通过现场一次风机热态试验，判断一次风机运行工作点远离失速线，均在风机稳定工作区域内，但是一次风机性能曲线的流量越小(即动叶开度越小)，其压力与流量关系曲线斜率越大，在动叶角度不变情况下，一次风机运行稳定性受流量变化影响大。

目前，系统阻力曲线没有通过一次风机的高效区，一次风机的压力裕量过大，与现有系统的匹配性较差。由于风机与系统不匹配，风机的实测效率仅为69 %～75 %，与动调风机的最高效率88 %以及合理运行效率区相差甚远，一次风机没有发挥其动调高效风机的特点，具有较大的节能空间。另外，根据现场一次风机多次检修分析判断，一次风机进口风道、出口扩压器也存在设计不合理、基础刚度不够的缺陷。所以综合判断：风机与系统不匹配以及风机本身结构、基础设计缺陷是造成一次风机振动无规律大幅波动、效率低的主要原因。

3 改造方案

3.1 一次风机动叶片改造

对一次风机动叶片叶型进行重新计算、设计、改造(轮毂、机壳、导叶等不作改动)，在保持风量不变的情况下，降低出口风压，从而使风机与系统相匹配，降低风机振动；同时，使风机运行工作点在高效区，达到节能效果。动叶叶片改造后的一次风机性能曲线如图1所示。

3.2 一次风机出口扩压器改造

将扩压器与机壳的刚性连接改为柔性连接。将扩压器沿气流方向整体后移10 mm，取消原法兰螺栓直接连接，在扩压器与机壳之间、内部芯筒之间各增设一圈橡胶带及与其配套的圆弧板和压板，防止扩压器振动传递到轴承箱上。

图1 动叶叶片改造后的一次风机性能曲线

3.3 一次风机入口管道改造

将一次风机入口管道由原水平布置改为垂直布置，将原设计消音器安装在垂直管道内。增设四周进气吸风口，顶部增加防雨棚。

3.4 一次风机基础改造

为增加一次风机基础质量，将原基础两侧各增宽300 mm，基础标高增高至-0.15 m。同时，增设扩压器前支腿地脚螺栓2个，以加强一次风机基础强度。

4 改造效果

4.1 一次风机系统匹配性分析

2014年，该公司分别对1，2号锅炉4台一次风机实施改造。改造后一次风机振动稳定，至今未出现风机轴承振动增大及不稳定现象，一次风机运行可靠性达到100 %；同时一次风机耗电量明显降低，改造效果显著。改造后进行了一次风机热态性能试验，性能曲线如图2所示。一次风机实测效率在80 %左右，与曲线设计效率相比，偏差均在5 %以内，风机实际性能基本达到设计值。

一次风机热态试验与叶片重新选型后设计参数对比如表1所示。

根据一次风机实测参数与TB点的对应设计参数比较，风量裕量为8.6 %，压力裕量为18.1 %。风机的设计流量及压力裕量选取都较为合理。

由图2及表1所示，目前系统阻力曲线位于性能曲线的中部，曲线的高效区域，风机在各个负荷都能达到80 %以上的运行效率，且远离理论失速线，能够安全稳定地满足系统阻力要求，一次风机与系统匹配性较好。

图2 一次风机改造后的性能曲线

表1 一次风机热态试验与设计值参数

4.2 节能分析

改造后节能分析如表2所示，根据改造后风机热态性能试验参数，风机效率提高6 %以上，节能量相当可观，每台锅炉一次风机每年可减少电耗331.6 万 kWh，使厂用电率下降 0.050 4 %，年节约费用135.8万元，达到了预期的改造效果。

5 结束语

(1) 改造后，一次风机无规律振动超限的问题得到了根治。

(2) 改造后风机运行点位于性能曲线的中部，处于性能曲线的高效区，且运行点远离理论失速线，风机与管网匹配性能良好，能安全稳定运行。

(3) 改造后，一次风机节能效果显著。如果计及风机连续稳定运行而减少的单风机运行的负荷损失，则改造的经济效益更大。

表2 A，B号一次风机改造后节能分析

1 袁  泉，吴志鹏，井春茹．影响火力发电厂风机可靠性的因素及措施[J]．东北电力技术，2005，26(10)：48-49.

2 王登香．动叶可调一次风机振动及解决方法[J]．电力安全技术，2012，14(10)：56-57．

3 李伟军．动叶可调式轴流风机失速和喘振分析[J]．电力安全技术，2014，16(4)：12-15．