1000MW超超临界锅炉单侧送引风机运行可行性研究

夏汨罗 殷浩 叶江海 杜洪利 李晓明 王海峰

摘要：介绍了某公司为解决机组低负荷阶段辅机电耗高的问题，在锅炉低负荷阶段实施的单侧送风机运行方案，通过具体的经济性分析和安全性分析，并对单侧送风机运行可能造成的影响进行了风险评估及探讨，最终证明了单侧送风机在实际应用中是可行和安全的。通过实践证明，和双侧风机运行相比可以明显减少用电量。进而取得良好节电效果及经济效益。

关键词：超超临界；单侧送风机；低负荷；厂用电

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（b）-0000-00

0引言

目前1000MW级超超临界机组已在我国发电行业大量普及，随着国家政策和能源结构的调整，大部分百万机组的调峰力度都很大，最低稳燃负荷一般为500MW，而且持续时间6小时/天左右。机组低负荷时段厂用电偏高，严重影响机组的经济效率。为了节省厂用电，寻找节支增收的新途径，积极开展研究和实施单风机节能运行非常必要。本公司根据生产实际，探讨在锅炉低负荷阶段实施单侧送风机运行方式，节约了厂用电，取得了良好的经济效益。

1概述

平顶山发电分公司两台1000MW燃煤发电机组，锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司制造的 DG3000/26.15-∏1 型超超临界变压直流锅炉，一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构∏型锅炉。锅炉主要辅机配备为2台引风机、2台送风机、2台一次风机、6台磨煤机。机组额定负荷运行时，2台引、送、一次风机运行，以满足锅炉各项风、粉输送和燃烧的需求。根据公司机组RB试验结果，单台送风机出力满足700MW，单台引风机出力满足500MW左右。机组负荷小于700 MW时，由于投入的燃料较少，炉膛温度低，锅炉需要风量较少，单台送风机出力完全可以满足低负荷运行的要求。这种情况下采用锅炉一台送风机运行。既能有效降低电耗，又能满足锅炉燃烧风量要求，减少了自用电的消耗。但是单侧送风机运行过程中，会引起锅炉两侧的烟温产生偏差。对此，运行人员反复调整试验，不断总结，掌握了一套行之有效的调整方法，为机组单侧风机运行出现故障或机组减负荷情况下处理异常积累了宝贵的经验。

2平顶山发电分公司#2机组风烟系统简介

锅炉风烟系统是指连续不断的给锅炉燃料燃烧提供所需的空气量，并按要求分配风量送到炉膛，同时使生成的含尘烟气流经各受热面及电除尘和脱硫脱硝装置，最终排至大气。平顶山发电分公司风烟系统按平衡通风设计，其平衡点发生在炉膛中，因此空气侧正压运行，烟气侧负压运行，不仅使炉膛和风道的漏风量不会太大，而且保证了较高的经济性。

二次风系统供给燃烧所需的空气，设有2台50%容量的动叶可调轴流式风机，在出口设联络管，在入口设热风再循环，为使两台送风机出口压力平衡和当环境温度低时提高入口风温，从而防止空预器冷端积灰和腐蚀。

烟气系统是将炉膛中产生的烟气抽走，经尾部受热面、空预器、电除尘器、脱硫塔经烟囱排向大气，设有2台50%容量的动叶可调轴流式引风机。

风烟系统主要由下列设备组成：1）2台动叶可调轴流式送风机，2）2台动叶可调轴流式引风机，3）2台动叶可调轴流式一次风机，4）两台容克式三分仓空预器，5）两台静电除尘器，6）两台密封风机，7）前后墙对冲低氮燃烧器及二次风箱。

3锅炉低负荷单侧风机运行方案探讨

（1） 机组降负荷至700MW以下，制粉系统减至4台磨运行，锅炉燃烧稳定，风烟系统相关设备运行正常时，安排实施机组单侧送风机运行。运行方式为单侧送风机、双侧引风机。

（2） 停止单侧送风机运行前，相应调整各一次风机和引风机的出力，将两侧烟温偏差控制在合适的范围。

（3） 单侧送风机停运后，运行侧送风机电流大幅度波动时及时调整至稳定状态后重新并入停运风机，过程中注意氧量和负压的调节符合要求。

（4） 单侧送风机运行期间，运行的引风机、送风机出现异常现象时立即启动相应停运的风机，恢复双侧运行。

（5） 单侧送风机运行期间，加强监视对排烟温度和空预器电流，如有异常，及时恢复双侧风机运行。

（6） 值长根据总负荷情况，合理安排各机组负荷分配，尽量满足相关机组单侧风机运行。

（7） 机组加负荷超过650MW且系统负荷时，投入停运送风机运行，恢复双侧送风机运行。

（8）运行侧送风机发生异常跳闸时，按MFT处理。

4单侧风机运行存在的问题和分析

1）锅炉单侧风机运行时锅炉两侧各段受热面会产生烟温偏差，导致锅炉两侧的蒸汽温度产生偏差。单台风机停运，运行侧风机的烟温比停运侧风机高。这是由于炉膛产生的高温烟气被运行侧的风机抽走，在运行侧的烟道内流通大量烟气，并且流速高，使其烟温升高，与管内蒸汽产生较强烈的热交换，使蒸汽温度升高。而另一侧由于引、送风机停运，烟气流速低，造成辅机停运侧的蒸汽温度低， 锅炉两侧的蒸汽形成温差。

2） 当风机单侧运行时可能导致空预器停转，空预器失去风的冷却，空预器热端会发生膨胀，使动静部分发生摩擦，表现为空预器电流周期性摆动，严重情况下将导致空预器停转，机组将停运以消除故障。

3）当风机单侧运行时会导致一次风温降低，导致停运侧的热一次风温迅速降低，制粉系统的热风温度迅速降低，将导致磨煤机干燥出力严重不足，从而导致该制粉系统出力下降，严重时将造成磨煤机堵煤等问题。

4）当风机单侧运行时可能造成送风机倒转，一方面热风倒流入风机内部会造成设备损坏，另一方面给风机的恢复启动制造了障碍。

5）运行侧引风机可能导致电流超限，由于除送风机外，其他向炉膛送风的设备并没有停运，会导致运行侧的引风机工况将非常接近额定工况，如果锅炉负压出现波动的情况下，风机将出现超电流运行，威胁设备安全。

6）在风机停运过程中可能会出现失速，由于停运侧的动叶不断关小，两侧风机会出现极大的不平衡，停运的的风机可能由于出口阻力的增大而进入失速区，从而导致风机失速。

5 应用情况

2015年11月和2016年1月在机组运行时分别采用了单侧送风机双侧引风机和单侧引风机双侧送风机运行的实验，通过机组单风机运行的实验数据可以看出在低负荷区间运行时由于引风机特性曲线限定单引风机双侧送风机运行的方式，并不能减少引风机电流和，其经济节能情况就不细做分析了。单送风机双侧引风机运行则可以节省大量电量，这些是显而易见的。

6机组低负荷单侧风机运行的经济性

低负荷单侧送风机双侧引风机运行的电量如下：

A引风机：209 A

电量W=1.732×U×I×COSp×h=1.732×10×209×0.8×l=2895.904 kW·h

B引风机：211 A

电量W=1.732×U×I X COSp×h=1.732×10 × 211×0.8×l=2923.616 kW·h

A送风机：74 A

电量W=1.732 X U×I X COSp×h=1.732×10×74×0.8×l=1025.344 kW·h

总电量为6844.864 kW·h

低负荷双侧送引风机运行的电量如下：

A引风机：220 A

电量W=1.732×U×I×COSp×h=1.732×10×220×0.8×l=3048.32 kW·h

B引风机：212 A

电量W=1.732×U×I × COSp×h=1.732×10 ×212×0.8×l=2937.472 kW·h

A送风机：54 A

电量W=1.732 X U×I × COSp×h=1.732×10×54×0.8×l=748.224 kW·h

B送风机：57 A

电量W=1.732 × U×I× COSp×h=1.732×10×57×0.8×l=789.792 kW·h

总电量为7523.748 kW·h

通过以上计算得知，在机组低负荷运行时，单侧送风机双侧引风机运行的电量为6844.864 kW·h，低负荷双侧送引风机运行的电量为7523.748 kW·h。每小时可节约电量678.944kW·h，按0.35元/ kW·h计算，6小时可节约1425.78元，全年可节约52万元左右。

7.结束语

通过以上分析探讨可知，公司两台1000MW机组锅炉低负荷阶段运行时采用单侧送风机运行，在保证机组安全、可靠、长周期、环保、经济运行的前提下，降低了厂用电，节约了能源，提高了公司的经济效益，该运行方式值得推荐。

参考文献

【1】《1000MW集控运行规程》，殷浩等。

【2】《风机单侧运行的管理及安全性分析》，王占波等，万方数据库。

【3】《泵与风机（第三版）》，郭立君等，中国电力出版社。

【4】《电站风机改造与可靠性分析》，刘家钰，中国电力出版社。

作者简介

夏汨罗（1980---）男，河南人，大学本科，工程师，从事集控运行工作。

殷浩（1978---）男，河南人，大学本科技师，助理工程师，从事集控运行工作。

叶江海（1976---）男，河南人，大学本科，工程师，从事集控运行工作。

杜洪利（1982---）男，河南人，大学本科，工程师，从事集控运行工作。

李晓明（1985---）男，吉林人，大学本科，助理工程师，从事集控运行工作。

王海峰（1986---）男，河南人，大学本科，助理工程师，从事集控运行工作。