孙大伟 石清鑫/西安热工研究院有限公司

乔海勇 闪恒杰/华能沁北发电有限责任公司

600MW机组一次离心风机系统的整体优化节能改造

孙大伟 石清鑫/西安热工研究院有限公司

乔海勇 闪恒杰/华能沁北发电有限责任公司

本文针对国内火电机组实际运行情况，提出了风机系统整体优化的节能思路，并对一台600MW机组离心式一次风机系统进行整体优化节能改造。其结果在提高风机运行效率的同时，还降低了系统风量和阻力，取得了非常理想的节能效果。

整体优化；一次离心风机；节能降耗

0 引言

随着国家节能减排政策的深入，国内火电机组的节能压力非常大，国内各大发电集团纷纷开展火电机组深度节能工作。电站风机作为火电机组的最大耗能辅机是节能工作的重点。电站风机做功主要是对一定体积的烟气或空气做功，以满足工艺系统的需要。因此，风机节能需要从系统优化和风机提效两个方面同时入手。首先通过系统优化将系统阻力和风量降低到合理水平，在此基础上进行风机优化设计，才能达到最佳节能效果，这就是风机系统整体优化节能思路。

本文对某电厂一台600MW机组的一次离心式风机系统进行了整体优化节能改造，首先通过系统优化改造，改善了系统特别是空预器的漏风，降低了热一次风机母管压力。同时采用双级动调轴流风机对一次风机进行了技术改造。改造后系统风量和阻力明显下降，风机运行效率明显提高，风机节能效果显著。

1 一次风机系统改造前状态介绍

1.1 机组系统设备介绍

该600MW超临界燃煤汽轮发电机组，采用国产超临界滑压运行直流锅炉，锅炉型号DG1900/25.4-Ⅱ1型，单炉膛，一次中间再热，尾部双烟道结构。锅炉设计燃用晋南、晋东南地区贫煤、烟煤的混合煤种，制粉系统配置有六台ZGM113N型中速辊式磨煤机，并设有两台一次离心式风机，提供一次热、冷风并输送煤粉（配置有变频器），一次离心风机设计参数见表1。

表1 改造前离心一次风机设备参数表

1.2 机组系统运行状态

为了解一次风机运行状态，依据我国电力行业标准DL/T 469-2004电站锅炉风机现场性能试验对一次风机进行现场热态试验。试验结果见表2，试验期间因变频器故障一次风机工频运行。

表2 一次风机实测值与设计值对比表

1.3 机组系统状态分析

通过试验数据及机组运行参数分析，得出目前一次离心风机系统存在如下问题：

1）机组变频器故障较多，一次离心风机长期工频运行，挡板门调节节流损失大；

2）试验期间机组特别是空预器漏风较严重，满负荷时风机风量已接近其TB最大设计风量。

3）原风机设计压力过高，风压裕量高达40％，一次离心风机与系统不匹配。

综上所述，现有一次风系统不仅流量高，阻力大，而且风机运行效率低，具有较大节能空间。

2 一次风机系统整体优化节能改造方案

2.1 系统空预器漏风改造

通过改前试验发现，一次风系统漏风严重，本次改造中对空预器密封装置进行了改造，降低了系统漏风。

2.2 一次风机参数设计

通过对一次风机参数优化设计，在试验数据的基础上取10％的风量裕量，1 500Pa的风压裕量。新一次风机TB工况设计参数为：风机流量：104m3/s；风机压力：16 000Pa；进气密度：1.128kg/m3。

2.3 一次风机设计选型

通过选型计算，新一次风机的设计比转速为59，转速为1 490r/min，可以选取离心风机也可以选取双级动调轴流风机，通过对比分析采用动调轴流风机具有如下优势：

1）由制粉系统运行特点所决定，各负荷一次风机的运行点比较集中，尤其是工作压力变化比较小。由于动调风机的高效区比较宽，而且高效区在风机中等开度附近，所以如果选型合理，可以使各负荷下的一次风机均能运行到动调风机的高效区，确保一次风机的运行效率。

2）轴流动调风机与离心风机相比，虽然增加了液压油系统，但不需采用变频器，设备的可靠性要较高。

综上所述，一次风机节能改造采用双级动调轴流风机。

2.4 一次离心风机动调轴流改造设计

由于动调轴流风机与离心风机相比在结构上差别很大，现场改造量很大。新动调风机与送风机平行布置，仍布置在原离心风机位置，改造前后风机系统现场情况见图1和图2，布置具体改造如下：

1）拆除原一次离心风机地面上基础，利用原地下基础重新浇灌；

2）原风机进口管道及消声器利用，但进行进口移位；

3）对风机出口至空预器进口之间的风道进行优化改造；

4）增设油站系统并进行DCS逻辑改造；

5）原电机不换，但进行移位处理。

图1 改造前离心一次风机现场图

图2 改造后动调一次风机况现场图

3 一次风机系统整体优化节能改造效果

西安热工研究院利用上述改造方案对该机组一次风机进行了改造，并对改造后风机进行了现场热态性考核试验。图4给出了改造后动调风机的性能曲线及风机实际运行工况点位置，表3给出了改造前后一次风机系统参数对比。

图4 改造后动调一次风机性能曲线及各运行工况点位置

通过上述参数对比可以看出：

1）改造后风机风量明显下降

这主要是由于机组大修期间，电厂对空预器一次风机侧的漏风进行检修，降低了空预器一次风侧的漏风率（改造前空预器漏风比较严重），这对降低系统阻力以及风机电耗都有直接影响。

2）机组检修后系统阻力明显降低

由于机组大修期间对空预器进行检修，降低了系统漏风，系统通风量降低，同时对一次风机出口风道进行了改造，使空预器阻力和风道阻力均有明显下降。满负荷时，改造后空预器阻力下降约600Pa，空预器出口热风母管压力下降约1 000Pa，使得一次风机的电耗降低。

表3 一次风机系统改造前后参数对比表

3）风机运行效率提高明显

通过风机技术改造，各负荷下风机实际运行效率均在80％以上，与改造前相比高负荷提高了20个百分点，中低负荷提高了30个百分点。风机运行经济性有非常明显的提高。

综上所述，通过对系统的优化检修以及风机节能改造，一次风机的电耗下降非常明显。按机组年均74.5％的负荷率，年利用小时5 500小时计算，一次风机改造后与改前试验状态相比，每年风机耗能下降约1 300万kW·h，厂用电率下降0.31个百分点，按照电费0.4元/kW·h核算，每年节省电费520万元，风机节能效果显著。

4 总结

1）从系统和风机两个角度同时对机组风机系统进行优化技术改造，才能取得最大的节能效果。

2）对于600MW机组离心一次风机系统而言，可采用双级动调轴流风机进行节能技术改造。

3）本次系统整体优化节能改造技术应用十分成功，对今后火电机组风机节能改造具有很好的参考价值。

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The Integral Optimization Research on Energy Saving Reforms for 600MW Primary Centrifugal Fans

Sun Da-wei，Shi Qing-xin/Xi'an Thermal Power Research Institude Co.Ltd
Qiao Hai-yong，Shan Heng-jie/Huaneng Qinbei Power Generation Limited Liability Company

According to the actual operating standard of domestic thermal power units, theenergysavingreformsolutionfor integral optimization of fan systems was put forward,andtheintegraloptimization energy saving reform was implemented on a 600MW primary centrifugal fan unit.The operationefficiencyofthefanwas improved,meanwhile,systemairvolume and resistance was reduced.The energy saving target was met.

integral optimization;primary centrifugal fan;Saving energy and reducing consumption

TH432；TK05

A

1006-8155（2016）02-0078-04

10.16492/j.fjjs.2016.02.0014

2015-12-15陕西西安710003