0、引言
送风机是电厂重要生产设备之一。送风机把空气送入空气预热器加热后,作为二次风助燃。在实际生产中,应根据负荷的大小及时调整风量,以确保煤粉完全燃烧时所需的空气量。风机在设计工况及附近运行时效率很高,但由于选型不当或安装异常等原因使风机的风量过大或过小,从而导致风机无法适应现场需要。风量是送风系统中重要的控制因素,不合适的送风机风量不仅影响炉膛压力,而且导致炉内排烟损失增加,从而降低锅炉的效率。
大唐长春第三热电厂一期工程建设两台国产350MW抽气供热机组,于2009年初正式投入商业化运行。新建机组运行两年来,始终面临送风机风量偏大的情况。炉内较大的空气量对机组的效率和安全生产运行产生了较大的影响。
本文针对新建机组轴流风机运行时风量偏大的问题,先从送风机工作原理和特点开始论证,并对改造前设备的运行状况进行分析总结,深入分析并比较了送风机调节系统的改造措施,提出一种省时省力的改造方案。
1、送风机工作原理和特点
送风机采用成都电力机械厂生产的APl-18/10型动叶可调式轴流风机。表l所示为其基本参数。图1为风机特性曲线。
1.1工作原理
动叶调节机构由一套装在转子叶片内部的调节原件和一套单独的液压调节油中心操作台组成,其工作原理是通过伺服机构操纵,使液压缸操作阀和进出口通道发生变化,使一个固定的差动活塞两侧油量发生变化,从而推动液压缸缸体移动,带动与液压缸相连的转子叶片的内部元件,使叶片角度发生变化。当外部调节臂与调节阀处于一个给定的位置上时,液压缸发生移动,直到活塞两侧油压相等为止.液压缸将自动处于没有摆动的平衡状态,转子叶片角度将不会发生变化。图2所示为送风机的示意图。
1.2工作特点
(1)变工况工作时经济性好。轴流式风机在额定负荷下,效率最高可到90%。实验表明,在机组负荷改变时,尤其是机组负荷较低时两者效率有很大变化,当负荷为50%时,轴流风机的效率为70%,而离心风机只有26%左右。
(2)风机转子结构复杂,制造精确度高。动叶可调式轴流风机的转子结构复杂,制造精密,转动部件造价高,经过多年设计、加工,材料和工艺上的不断改进、提高,目前动叶可调式轴流风杌运行的可靠性已经大大提高,不亚于离心风机。
2、改造前设备运行状况
为防止在机组运行过程中,发生送风机湍振现象,生产厂家对送风机动叶开度进行设置,造成风机运行特性偏离设计值,通过记录运行数据并结合运行特性曲线,发现送风机处于风量偏大,压力偏低的低效率区,运行效率只能达到60%,严重偏离设计值,直接造成送风机电耗偏高。同时送风机风量偏大,锅炉微正压运行,煤粉着火时间延迟,火焰中心上移,排烟温度过高,烟气含氧量超标;威胁布袋除尘设备,已经对布袋除尘进行系统更换,布袋除尘的损坏,造成大量飞灰进入引风机系统,造成引风机后导流板严重磨损。
3、改造后设备运行状况
3.1送风机调节系统改造情况
为从根本上解决机组运行面临的实际问题,设备部组织检修人员进行专门考察学习,并认真咨询生产厂家成都电力机械厂技术人员,共得到两种技术改造手段。
(1)将送风机设备进行返厂处理,对叶片调节元件进行重新定位,这是从根本上解决问题的办法,但是面临机组检修期有限及机组备用的经济效益问题,返厂处理费用较高,检修成本增加。
(2)经过长春第三热电厂(简称长春三热)人员与生产厂家的认真探讨,得到一种全新的解决方案,即对送风机液压缸活塞行程进行改造。此种方案可以在生产现场进行,能够有效缩短检修周期,保证机组及时恢复备用,同时能够有效解决送风量过大问题。
图3所示为动叶调节的液压传动装置示意图。由图可见,液压传动机构延伸腔体内固定有一个限位块,其位于延伸腔内壁与活塞杆端头之间。由于限位块的阻挡,活塞杆的运动行程受到限制。
此前,液压缸控制叶轮关闭侧活塞行程限位块长度为21.5mm,经过生产厂家人员认真论证,将送风机活塞行程限位块车去8mm,从而有效减少送风机叶片开度。经过此次改造后,送风机液压缸活塞行程由34mm~76mm修正为26mm~73mm,经过此次改造,风机动叶开度区间更加合理,伺服机构可以有效减小叶片开度,保证在机组低负荷运行情况下,送风机风量合适,同时有效降低送风机电耗,机组低负荷下燃烧情况不稳的情况,可以得到有效改善,保证在低负荷下机组的稳定运行。
3.2调节系统改造后备项经济指标比较
改造完成后,1号机组正式投入商业运行后,经过认真比较分析并详细记录数据发现,送风机在低负荷情况下经济性明显提高,根据运行数据统计,改造完成前,1号机组送风机运行曲线处于风压低、流量大的低效率区;改造完成后,在送风机叶片不同开度下,送风机运行工况变为风压增高,流量降低,运行区域处于高效率区。通过此次改造,送风机运行效率明显提高,电耗明显降低。改造后送风机厂用电率由改造前的0.15%降到0.14%,而长春三热2011年计划发电指标为27亿千瓦时,此项改造每年可以节省厂用电27万千瓦时,直接经济效益显著。同时,由于送风量的减少,可以减少不完全燃烧及其他原因造成的损失。图4~图7所示为送风机A和送风机B改造前后机组运行参数(送风机电流和动叶挡板开度)的变化情况,对应的六个机组负荷状况分别为110MW,15 0MW,19 0MW.230MW,270MW和300MW。
从轴流式送风机改造前后机组运行参数来看,送风机A和B的运行效率得到明显提高,送风机风量明显降低,保证锅炉的正常燃烧。
4 、结论
实践证明,此次技术改造的成功印证了对送风机活塞行程限位块进行车削可以很好地解决轴流式送风机风量偏大的问题,有效提高送风机运行效率,成功达到减小电耗的目的,为同类型机组的技术改造提供了宝贵经验。