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600MW机组送风机降速节能改造研究

孙大伟 刘家钰 / 西安热工研究院有限公司    

Abstract
摘要:针对国电庄河发电厂600MW机组送风机运行情况进行了试验研究,在对试验数据分析的基础上,提出了送风机变频和降速运行两种节能改造方案。经过对比分析,最终采用综合效果更好的送风机降速方案,取得了十分理想的效果。
关键词:送风机;节能降耗;节能方案
中图分类号:TH452 文献标志码:A
Research on Energy-saving Retrofit through Operation at Lowered Speed for Forced Draft Fans for 600MW Unit
Abstract: Directing against the operation situation of forced draft fans for 600MW unit in Guodian Zhuanghe Power Plant, test study has been carried out, the test data being analyzed, and two schemes for energy-saving retrofit by frequency conversion and operation at lowered speed of forced draft fan are pointed out. Based on contrast and analysis, the scheme with better integrated effect of operation at lowered speed is adopted finally and very satisfactory results are achieved.
Key words:forced draft fan; energy saving and consumption reduction; energy-saving scheme
0 引言
  国电大连庄河发电有限责任公司的1#机组选用哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-1950/25.4-YM3型600MW超临界本生直流锅炉。锅炉采用一次中间再热、变压运行、固态排渣、单炉膛平衡通风、Ⅱ型布置、尾部双烟道、全钢构架悬吊结构和全封闭布置。机组风烟系统配置有两台动叶调节轴流式送风机、两台静叶调节轴流式引风机以及两台动叶调节轴流式一次风机。其中送风机为沈鼓集团生产的ASN-2790/1800型动叶可调轴流风机,其主要参数见表1。

表 1 送风机设备规范表

项目

TB

BMCR

THA

进口体积流量 /( m 3 /s)

230.8

205.4

181.9

进口空气密度 /( kg/m 3 )

1.162

1.187

1.188

总压升 /Pa

6175

5 166

4 350

全压效率 /%

82.2

83.0

82.0

功率 / kW

1655.0

1 275.0

925.0

转速 /( r/min)

990

型号

ASN-2790/1800

制造厂家

沈阳鼓风机集团股份有限公司

电动机参数 ( 上海电机厂制造 )

型号

YKK710-6

额定功率 / kW

1 900

额定转速 /( r/min)

990

额定电压 /V

6 000

额定电流 / A

225.5

1 试验简介
  风机试验和有关数据的计算是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》进行的[1-2] 。送风机试验分别在机组100%负荷(610MW)、81%负荷(490MW)和60%负荷(364MW)下进行。试验结果见图1和表2。

表 2 送风机实测值与设计值对比表

项 目

610MW

风机编号

A 侧

B 侧

试验时锅炉蒸发量 /( t/h)

1 825.0

1019.0

试验实测风机流量 /( m 3 /s)

158.0

157.3

试验实测风机压力 / Pa

2 542.0

2 604.7

实测 BMCR 风机平均流量 /( m 3 /s)

168.9

实测 BMCR 风机平均压力 / Pa

2 932.0

BMCR 设计风机流量 //( m 3 /s)

205.4

BMCR 设计风机压力 / Pa

5 166.0

TB 设计风机流量 /( m 3 /s)

230.8

TB 设计风机压力 / Pa

6 175.0

流量裕量

36.6%

压力裕量

110.6%

图1 送风机性能曲线及风机实测运行工况点图

2 试验结果分析
  将600MW实测值换算至BMCR工况下,风机流量为168.9m3/s,风机压力为2 932Pa;而BMCR工况的送风机设计流量为205.4m3/s,设计压力为5 166Pa。将两者进行比较,实测风量比设计值偏小36.5%,而实测压力比设计值偏低76.2%,实测值明显低于设计值。考虑到机组燃烧煤质与设计值差别很大,实验期间的机组610MW时的给煤量293t/h明显大于设计给煤量259.4t/h,机组制粉系统所需干燥风量明显增大,这就导致机组运行时一次风量偏大,二次风量偏小,所以送风机风量偏小是正常的[3]
  送风机实测参数与TB点的对应设计参数比较,风量裕量为36.6%,风压裕量为110.6%,送风机的选型裕量特别是压力裕量过于偏大。
  目前送风系统阻力曲线位于风机性能曲线的下部偏左区域,送风机的出力裕量过大,送风机与系统匹配性极差。机组满负荷时的实测运行效率约为74%,与该型风机最高效率区的效率(85%)有较大距离,有较大的节能空间。
3 节能方案研究
  送风机的节能改造基本上有叶轮本体改造、风机降速改造以及变频调速改造三种思路[4-8] 。考虑到电厂的实际情况,在尽量减少现场改动量的前提下,选用了风机降速和变频调速两种节能改造思路进行了详细的研究。
3.1 电机降转速方案
  通过计算风机转速从996r/min降到747r/min也能满足锅炉各种运行工况的需要,并且风机降转速后各个工况点都位于高效区运行,各运行工况点远离失速区。图2给出了现有送风机降速后的性能曲线和各运行工况点的位置,其中TB、BMCR工况点为送风机的新选型设计点。表3给出了风机降速改造前后估算的节能量。

表 3 送风机降速改造后的节能量计算表

项目

工况 1

工况 2

工况 3

机组负荷 / MW

610

490

364

送风机编号

A

B

A

B

A

B

原有送风机实际运行情况

实测风机空气功率 / kW

469.8

469.0

285.5

277.4

135.1

167.8

原风机性能曲线效率 /%

73.0

74.0

66.0

67.0

50.0

54.0

降速改造后预估的运行情况

改后性能曲线对应效率 /%

81.3

81.3

78.8

78.8

68

73

改后运行效率提高 /%

8.3

7.3

12.8

11.8

18.0

19.0

风机改后耗功减少量 / kW

71.3

61.7

76.2

67.3

77.8

87.8

每小时节电量 /( kW.h)

133.1

143.6

165.5

机组年运行 7700h ,年平均负荷率为 68 %即 415MW

各负荷年运行小时数分配 / h

770

1 540

5 390

各负荷年节电量 / (kW.h)

102 497.2

221 143.8

892 120.2

改造后两台风机年节电量 /( kW.h)

1 215 761

图2 送风机降速后的性能曲线及设计参数位置图

3.2 电机变频方案
  通过计算分析,可以看出现有风机动叶在35°开度上时,风机的运行效率最高,风机的出力可以满足610MW负荷的运行需求。所以可在现有风机动叶35°开度的基础上进行变频改造[9-11] 。图3给出了现有送风机在动片角度固定在35°时的转速调节性能曲线和各运行工况点的位置。表4给出了风机变频改造前后估算的节能量。

图3 送风机动叶角度35°变频后的性能曲线及设计参数位置图

表 4 送风机变频改造后的节能量计算表

项目

工况 1

工况 2

工况 3

机组负荷/MW

610

490

364

送风机编号

A

B

A

B

A

B

原有送风机实际运行情况

实测风机空气功率/kW

469.8

469.0

285.5

277.4

135.1

167.8

原风机性能曲线效率/%

73.0

74.0

66.0

67.0

50.0

54.0

变频改造后预估的运行情况

改后风机预估效率/%

75.0

75.5

76.8

77.5

73.0

75.0

改后运行效率提高/%

2.0

1.5

10.8

10.5

23.0

21.0

风机改后耗功减少量/kW

18.63

13.67

66.04

60.91

92.46

94.49

每小时节电量/(kW.h)

32.3

126.9

187.0

机组年运行 7 700h ,年平均负荷率为 68 %即 415MW

各负荷年运行小时数分配/h

770

1 540

5 390

各负荷年节电量/(kW.h)

102 497.2

221 143.8

892 120.2

改造后两台风机年节电量/(kW.h)

1 228 029

4 两种节能方案比较
4.1 改动量对比

  送风机降速改造仅需对电机进行降速扩容改造,不需对风机本体以及其他设备进行改动,现场改动工作很少。
  送风机变频改造,也不需要改变风机本体,仅需在电机附近加装变频设备柜。但是风机变频改造后,由于风机的转速变化范围较大,风机本体可能会因某转速(或些转速)频率与风机某个构件的自振频率合拍产生共振,特别是叶片共振和轴系扭振,一般难以察觉,往往造成叶片疲劳拆断和主轴断裂的严重后果,所以电厂还需要对变频后风机可能的共振频率进行测量,以避开危险运行频率,确保风机变频后运行安全。
  相比而言,风机降速改造的改动量较少,安全性较高。
4.2 节能量对比
  送风机降速改造与变频改造均能产生较理想的节能效果,相比较可以发现:高中负荷下,降速改造方案风机的效率提高较多;而低负荷时,变频改造方案的节能效果更为明显。
总体上两种改造方案的年节能量基本相同。
4.3 经济性对比
  如一度电上网电价按0.39元计算,表5给出了两种节能方案的投资回收情况分析。

表 5 两种节能方案对比分析表

项目

单位

降转改造

变频改造

节电量

kW

1 215 761

1 228 029

节能费用

万元

47.4

47.9

投资设备费用

万元

80

200

回收年限

1.7

4.2

  由表5可以看出,两台送风机降速改造和变频改造后的年节省费用基本相同,均在47万左右,但是由于改造方式不同,先期投资存在较大差别,降速改造仅需1.7年即可回收投资。总体上看,风机降速改造的经济性更为理想。
  综上分析可见,从投资、运行维护及产出比等方面分析,将现有送风机电动机的转速由996r/min降到747r/min的降速方案更优。
5 节能改造的实施与效果评估
  2011年2月,1#机组大修中实施了送风机电机降速扩容节能改造,改造后送风机在机组各工况均运行正常,表6给出了送风机电机改造前后参数对比。

表 6 送风机电机改造前后参数对比表

项目

改造前

改造后

电机型号

YKK710-6

YK710-8

额定功率 / kW

1 900

1 100

额定电压 / kV

6.0

6.0

额定转速 /( r/min)

993

745

额定电流 / A

225.2

142

  西安热工研究院的改后实验结果显示[3] ,风机降速改造后,风机的运行开度明显增大(开度增加10%~20%),运行效率明显提高(提高约6%~10%),风机降速改造带来的节电效果非常理想,按机组年均负荷415MW,年运行7 700h计算,两台送风机降速运行带来的年节电量约154.7万kW·h,厂用电率可下降约0.048 2%,每年可节省运行费用60.0万元。实际节电效果好于改造前预估结果。
6 结论
  1)通过现场试验测量可以看出,目前送风机的出力裕量明显偏大,与系统匹配性极差,送风机具有较大的节能空间。
  2)根据试验结果,在不对风机本体进行改动的前提下,给出风机降速以及变频调速两种改造方案。
  3)通过对两种改造方案的对比分析,可以看出对于庄河电厂的送风机而言,送风机降速改造的经济性以及安全性均更为理想。
  4)电厂根据风机降速改造方案,在机组大修期间对送风机进行了改造,改造后风机运行正常,节能效果比较理想。
  5)对于送风机而言,由于本身耗能较小,所以改造后绝对的节能量与一次风机、引风机相比可能较为偏小,这就需要在节能改造时选取合适的改造方案,尽量缩短改造的投资周期,提高节能改造的经济性。
  6)对于风机而言,风机降速改造方案是一种很好的风机节能方法,不仅改动少、投资小,还能保证一定的节能效果。
  7)总体上看,送风机降速节能改造的经济性十分合理,是一个值得推广的节能改造方案。
                  参 考 文 献
[1] 刘家钰.电站风机改造与可靠性分析[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2] 中国动力工程学会.火力发电设备技术手册[M].机械工业出版社,2003.
[3] 西安热工研究院有限公司.国电大连庄河发电有限责任公司№1机组送风机、引风机节能方案研究报告[R].西安:2011.
[4] 孙大伟,董康田,郑金,等.集流器改造对电站离心风机性能的影响[J].热力发电,2011(10):38-42.
[5] 刘光铸,戴继双,汪创华.火力发电厂风机节能途径的探讨[J].风机技术,2006(1):32-36.
[6] 刘家钰.开发新的电站风机应对节能减排新要求[J].风机技术,2012(3):67-70.
[7] 董凌. 电站锅炉风机节能降耗浅析[J].风机技术,2008(4):57-60.
[8] 宓洪武,李智娟,许凤玲,等. 浅谈火力发电厂风机节能改造[J].风机技术,2010(2):53-57.
[9] 卫运钢. 变频技术在热电厂风机节能改造中的应用[J].风机技术,2010(5):57-61.
[10] 黄华. 变频技术在压缩机上的应用[J].风机技术,2011(3):58-60.
[11] 刘川新. 变频器在锅炉引风机中的应用[J].风机技术,2010(4):58-60.

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  评论人:zchewzv   打分:85 分  发表时间:2015-8-22 17:39:06
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