2018-03-12 15:37:39
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一种控制大型轴流风机失速并实现节能降耗的装置

完成单位:华能吉林发电有限公司九台电厂

登记编号:ZSCX-D4-J-YX-12      登记年份:2020      登记日期:2020-09-21

项目概况

2014年九台电厂#2锅炉进行了广义回热系统改造,改造方法是在原A、B送风机高压暖风器后增加了低压暖风器系统,供汽源自汽机6次抽汽(因2013年锅炉进行了低温省煤器改造,低温省煤器内冷却介质为少部分#8低加入口和大部分#7低加出口凝结水混合成70℃的凝结水,经低温省煤器加热后,水温上升至100℃左右,回水至#6低加入口。因#6低加入口水温上升,接近汽机6次抽汽温度,导致汽机6次抽汽受到排挤,抽汽流量几乎为0,导致汽机回热循环热效率降低,而广义回热系统就是将被排挤的6次抽汽引致锅炉侧,作为送风机低压暖风器的加热汽源来合理利用,形成广义回热系统,从而提高机组的热经济性,广义回热系统只要机组运行,一年四季都要投入)。由于两侧送风机入口风道又增加了低压暖风器换热面,致使送风机入口阻力又增加约400Pa,加上原高压暖风器原有300Pa的阻力,送风机入口阻力已达700Pa左右。因送风机入口阻力增加,管道特性发生较大改变,加之入口风温提升25-30℃,致使送风机工作点发生变化,高负荷时,易造成两台送风机抢风、失速现象,尤其机组在480MW以上快速加负荷时较为突出,造成多次严重威胁机组安全运行的未遂事件,给机组安全、经济运行带来较大隐患

经过对这些未遂事件的数据分析和改造前后对比分析,发现造成送风机抢风、失速的主要原因是入口阻力增加过大和风温较高所致。因此必须从降低送风机入口阻力和限制入口风温过高入手进行解决。经过认真分析和现场调查,总结出降低送风机入口阻力有两种方法:一是春、夏、秋三季将高压暖风器换热片移出送风机入口风道(当室外空气温度大于5℃时,高压暖风器退出运行,不再投入),可降低阻力300 Pa左右,冬季之前回装。此方法能够降低春、夏、秋三季送风机入口阻力,基本能够解决送风机在高负荷时抢风、失速问题,但冬季加负荷过高过快仍会出现送风机失速现象,且暖风器处场地狭小,管道较多,移除或回装施工难度较大;二是在高压暖风器后的室内风道上增设4-6个调节通风孔,除了冬季外可全部打开,冬季根据厂房内气温情况部分打开,这样做不用将高压暖风器换热面移除,反而能够利用其产生的阻力,让送风机吸取部分室内风,这样做优点较多,既可以降低送风机入口阻力,又能够利用室内风回收一部分锅炉散热损失,尤其是夏季,加快了厂房内的空气流通速度,对炉零米的送风机、磨煤机、疏水泵等转机的冷却有较好的效果(为了提高辅机冷却效果,加强通风,夏季炉厂房所用的大门、窗户全部打开)。还有一项优点是夏季打开通风孔可以限制送风机入口空气温度不至于过高,导致轴流送风机轴承温度过高,影响送风机安全运行;冬季根据厂房温度情况部分开启,可以减轻高压暖风器负担防止冻坏(高压暖风器设计出力偏小,遇到室外温度-20℃以下情况,暖风器后风温会降至3-5℃,有时部分换热管会冻坏),还能进一步提高空预器入口风温,减轻空预器低温腐蚀的程度。经过对比论证,认为第二种方法简单可行,会有一定降低入口阻力及节能、冷却效果,因此通风孔不会频繁调节,不必要加装电动装置,手动操作即可,改造费用较低。考虑到#1机组暂时虽未加装低压暖风器,但近年也会进行广义回热系统改造,现在提前增加通风孔,也会起到较好的节能效果

此项改造于2018年4月初完工,经验收合格后进行调试、试运,4月15日正式投入运行,经过几个月的运行考验,此次改造获得圆满成功,各项相关指标均达到预期效果,#1炉送风机入口风温提高约2℃(#1炉暂未装广义回热系统的低压暖风器),#2炉由于低压暖风器投运,送风机入口风温下降幅度不超过1℃,缓解送风机轴承温度过高问题,厂房通风效果加强,辅机得到较好冷却,锅炉散热得到部分回收,尤其是困扰运行人员的机组在480MW负荷以上快速加负荷容易导致送风机抢风、失速的问题得到彻底解决,安全隐患彻底消除。本次改造的创新点是原因分析准确、全面,并能够针对本厂设备特点找出最佳解决方案,设计出安全、简单、投资少效益大且易于操作的可调节通风孔,根除送风机抢风、失速、喘振等安全隐患,同时达到节能降耗目的

此项目对于北方应用暖风器或实施广义回热系统改造的火电厂因送风机入口滤网堵塞、鳍片管脏污造成的阻力加大,送风机工作不稳定的机组能够起到积极作用。特别是没有设计安装室内风、炉顶风吸入口且锅炉厂房采用封闭布置,夏季通风效果不佳、上部温度过高影响热工元件安全运行的火电机组及相关设备,若装设此套设备,投资非常小,却能够在设备运行安全、节能及灵活性等方面都具有很好的应用效果,凡是应用大型轴流风机的工厂及企业均可使用此设备降低风机入口阻力、防止风机失速并实现节能降耗,应用前景非常广泛