汽动引风机改造性能测试及经济性分析

杜雅琴，杨雪萍，王印

汽动引风机改造性能测试及经济性分析

杜雅琴1，杨雪萍1，王印2

（1.郑州电力高等专科学校，郑州 450000；2.国电荥阳发电厂，郑州 450000）

某电厂630MW超临界机组增设了脱硝设备后，造成风烟系统阻力增加，将锅炉电动引风机改为汽动引风机。介绍了改造后的汽动引风机小汽轮机热力循环系统，通过性能试验，分析了不同负荷下小汽轮机的内效率。改造后系统安全、稳定运行，整个系统的做功能力增加，可大幅度减少厂用电率和机组的供电煤耗，增加上网电量和年收益。

汽动引风机；热力循环系统；内效率；经济性；供电煤耗；收益

1 机组概况

某电厂安装的2×630MW超临界机组，锅炉采用北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的B＆WB-1950／25.4-M型超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的“W”火焰∏型锅炉。汽轮机为东方汽轮机厂制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，型号为N630-24.2／566／566，最大功率为695.781 MW（阀门全开工况），最大连续出力为678.885MW（最大连续出力工况），额定出力为630MW。

2 试验目的

在＃1机组大修期间，炉侧进行了低氮燃烧器的改造，同时在省煤器后增设了脱硝设备，造成风烟系统阻力增加，使得原电动引风机的出力不能满足运行要求，需进行增容改造。在进行了技术经济比较后，选用以小汽轮机驱动的方式来拖动引风机的改造方案。汽动引风机投运后运行稳定，为了考查对整个系统的影响及其经济性，通过试验得出机组在不同工况下的A引风机小汽轮机的热效率以及机组在不同工况下的低压缸效率、低压缸排汽焓；通过试验对电动引风机改造成汽动引风机后的经济性进行分析。

试验前将除氧器、凝汽器水位补至较高允许水位，以保证试验期间不向系统补水。试验时停止锅炉吹灰、排污，除氧器排氧门尽量关小，停止向凝汽器和除氧器补水，解除除氧器水位自动调节，尽量维持凝结水量稳定。试验要求机组负荷和参数调整好后，应先稳定30min，正式试验持续60min并保持稳定。

3 汽动引风机小汽轮机热力循环系统分析

汽动引风机驱动蒸汽采用四段抽汽即中压缸排汽，引风机小汽轮机的乏汽进入排汽换热器，由轴封加热器（以下简称轴加）出口的主机凝结水冷却凝结，凝结后的疏水经疏水泵回收到主机的凝汽器，主机凝结水经引风机小汽轮机乏汽加热后，进入＃8低压加热器（以下简称低加）入口，＃7低加疏水经疏水泵打至＃8低加入口。引风机小汽轮机热力循环系统如图1所示。

图1 引风机小汽轮机热力循环系统

4 试验结果计算说明

试验计算以主凝结水流量不变为前提，高压加热器用汽量通过热平衡计算得出，除氧器水箱、凝汽器热水井、汽包的水位变化采用主控分散控制系统（DCS）画面的读数，再用转换的容积变化及相应工质密度计算其折算流量。

4.1 低压缸排汽焓

将汽轮机看成一个封闭的整体，进来的能量减去出去的能量，等于发电机的做功。式中：hyxin为引风机小机进汽焓，kJ／kg；hyxdps为引风机小机理想排汽焓，kJ／kg。

式中：hdp为低压缸排汽焓，kJ／kg；qmin为流入汽轮机的流量，kg／h；hin为低压缸进汽焓，kJ／kg；qmout为流出汽轮机的流量，kg／h；hout为流出汽轮机的焓，kJ／kg；Ne为发电机功率，kW；qmd为低压缸排汽流量，kg／h。

4.2 低压缸效率

5 试验结果及分析

式中：hin为低压缸进汽焓，kJ／kg；hdps为低压缸等熵排汽焓，kJ／kg。

4.3 引风机小汽轮机排汽焓

式中：Gp为引风机小机排汽能量，GJ；Gx为引风机小机循环水能量，GJ；Gs为引风机小机疏水能量，GJ；hyxdp为引风机小机排汽焓，kJ／kg；hyxxhout为引风机小机循环水出水焓，kJ／kg；hyxxhin为引风机小机循环水进水焓，kJ／kg；hyxs为引风机小机疏水焓，kJ／kg；qmyxxh为引风机小机循环水流量，kg／h；qmyxs为引风机小机疏水流量，kg／h；qmxydp为引风机小机排汽流量，kg／h。

4.4 引风机小汽轮机效率

为了分析引风机改造及回热系统优化对机组能耗的影响，改造完成后进行了性能试验，试验在600，550和450MW 3个负荷下进行。

5.1 引风机小汽轮机的效率分析

引风机小汽轮机试验计算结果见表1。

从表1可以看出，引风机小汽轮机在600MW负荷下的效率为84.68%，轴功率为3666.33 kW，机组的低压缸排汽焓为2430.72 kJ／kg，低压缸效率为86.94%；在550MW负荷下的效率为84.05%，轴功率为3320.57 kW，机组的低压缸排汽焓为2442.25 kJ／kg，低压缸效率为87.46%；在450MW负荷下的效率为82.11%，轴功率为2 668.93 kW，机组的低压缸排汽焓为2 470.08kJ／kg，低压缸效率为86.42%。

5.2 改造后的经济性分析

为了评价改造后的经济性，从改造后回热系统优化对机组能耗的影响、改造后的节能收益和改造后的发电收益3个方面进行分析。

5.2.1 回热系统优化对机组能耗的影响

经济性分析试验数据和分析计算结果见表2。

引风机由电动改为汽动后，主机凝结水作为引风机小汽轮机的循环冷却水，四段抽汽作为汽动引风机的驱动汽源，与原回热系统相比增加了四段抽汽量，提高了＃8低加的进水温度，减少了八段的抽汽流量。由于引风机小汽轮机的排汽压力较高，排汽焓比低压缸高，同样的蒸汽流量在引风机小汽轮机的做功比在汽轮机的低，但是由于提高了＃8低加的进水温度，排挤了八段的抽汽量，增加了机组的做功能力。

表1 引风机小汽轮机试验计算结果

同时，由于增设＃7低加疏水泵，＃5，＃6，＃7低加疏水经疏水泵打到＃8低加入口，相应也升高了＃8低加的进水温度，减少了八段的抽汽量，减少＃8低加的凝结水流量，同时降低凝结水泵电机的功率。5.2.2 节能收益

（1）做功变化及回热系统对供电煤耗的影响。在机组年平均负荷为450MW、年平均主机排汽压力为6.5 kPa、年平均循环水流量为479.27 t／h、年平均引风机小机进汽流量为29.61 t／h、年平均小机效率为81.83%的情况下，对汽动引风机和电动引风机的运行参数进行对比，见表3。

表3 汽动引风机与电动引风机参数对比

由表3可知：蒸汽驱动与电驱动相比，总的做功增加15.58 kW，影响机组供电煤耗0.011 2 g／（kW·h）。由表2可知：增加＃7低加疏水泵影响机组供电煤耗0.0786 g／（kW·h），所以做功变化及回热系统优化对机组供电煤耗的影响为0.089 8 g／（kW·h）。

（2）厂用电率变化。引风机若采用小汽轮机驱动，在系统上需要设置小汽轮机抽真空系统、小汽轮机进汽系统、凝结水回收系统、小汽轮机轴封系统、小汽轮机润滑油系统。同变频方式相比，厂用电率将增加0.02%，供电煤耗增加0.065 g／（kW·h）。

通过综合分析试验数据，汽动驱动方式与电动变频方式相比，平均供电煤耗可下降0.364 8 g／（kW·h），每年可节约标准煤1 203.84 t，节煤收益84.27万元。

5.2.3 发电收益

汽动引风机同电动引风机电机变频相比可节约厂用电1.30%，发电33亿kW·h，汽动引风机方式下可增加上网电量4290万kW·h。每1 kW·h的收益为0.165元，则汽动引风机方式下增加收益为707.85万元。

因此，改造后采用蒸汽驱动引风机时，可以多收益792.12万元。

6 结论

（1）电动引风机改为汽动引风机后，整个系统安全、稳定运行。

（2）在600MW工况下，小汽轮机运行效率为84.68%。

（3）电动引风机改造为汽动引风机后，虽然小汽轮机消耗了蒸汽，但安装了小汽轮机排汽换热器，使＃8低压加热器的进口凝结水温度升高，进入＃8低压加热器的抽汽量减小，整个系统的做功能力增加。

（4）改造后，经过回热系统的优化，可以大幅度减少厂用电率，增加上网电量，减少机组的供电煤耗，增加年收益。

［1］谢新燕，陆生宽.超超临界1000MW机组引风机两种驱动方式技术经济分析［J］.应用能源技术，2012（4）：13-17.

［2］邱世平，郭伟，崔宁.600MW级电厂采用汽动引风机技术经济探讨［J］.勘测设计，2012（5）：26-31.

［3］王健.引风机驱动方式比较分析［J］.北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011（12）：108-110.

（本文责编：刘芳）

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：1674-1951（2015）03-0001-04

杜雅琴（1971—），女，河南邓州人，副教授，从事热能工程及环境科学方面的教学和研究工作（E-mail：ligete＠163. com）。

2014-09-26；

2015-01-28