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1、320MW火电机组引增合并改造赵冠永1 薛小超2（1神皖安庆发电公司，安庆 246000； 2.安徽皖能电力运营检修有限公司， 合肥230094）摘要：简述神皖安庆电厂2*320MW机组引风机增压风机合并改造方案，针对引风机选型、合并改造后的影响进行了论述，文中还分析了合并后对锅炉的影响和所采取的措施，充分保证了机组的安全性，证明300MW机组引风机增压风机合并改造并取消脱硫旁路是切实安全可行的。关键词：引风机；增压风机；无旁路； 中图分类号：TM 344.1文献标志码： A 320MW Unit reconstruction scheme of Induced Draft Fan with
2、Booster FanZHAO Guan-yong(Shenwan Anqing Power Generation Co Ltd Anqing 246000)ABSTRACT：This article briefly describes the merge and reconstruction scheme of Induced Draft Fan with Booster Fan in 2X300 MW Unit in Shenwan Anqing Power Plant. It discusses the selection of the induced draft fan and the
3、 influence of the merger to the boiler .It also analyzes the measures taken , fully guarantee the safety of the unit. It proves that the scheme of the combination and reconstruction of 300 MW Unit is feasible and safe . KEY WORDS： induced draft Fan; FGD Booster Fan ;bypass;0、引言在火力发电厂中，引风机的功能是抽吸锅炉燃烧产
4、生的烟气通过烟囱排放到大气中。对于脱硫装置未与主体发电工程同步建设的电厂，由于原引风机的选择中未考虑脱硫系统的阻力，所以需要在后建脱硫系统中增加一台增压风机以顺利排放烟气。脱硫工程采用带旁设计的脱硫系统，当脱硫系统故障后，可以打开脱硫系统的旁路，使锅炉的烟气通过旁路进入烟囱，而不影响机组的安全运行。但是脱硫旁路的设置却致使脱硫系统的投入得不到严格约束，进而使二氧化硫的排放也得不到严格的控制，随着国家节能减排政策的深入，环保要求越来越严格，脱硫装置必须全程投入，同时对火电厂烟气脱硝装置建设也提出了要求。神皖安庆电厂一期2300MW 机组于2002 年开工建设，2005年投产。因未同步建设脱硫装置
5、于2007 年开工建设脱硫工程。2009 年，脱硫工程投入运行。2007年机组经增容改造为2320MW。 2012年，公司响应国家号召对320MW进行机组烟气脱硝改造，以此为契机公司同步进行了锅炉引风机、脱硫增压风机合并改造，并同时取消原脱硫旁路挡板。为其它脱硫、脱硝后期建设机组进行改造提供了宝贵经验，在节能减排的工作中走在了国内同类型机组的前列。1、系统介绍11原风烟系统简介锅炉为上海锅炉厂有限公司设计、制造，型号为：SG-1036/17.44-M865，为亚临界压力参数，自然循环汽包炉、一次中间再热。锅炉以最大连续负荷（BMCR）工况为设计参数，最大连续蒸发量为1036t/h。原引风机为2
6、台AN28e6（V19+4）静叶可调轴流风机，配YKK710-8电机，风压为5190 pa,电机容量为 2000 KW，电机转速为745 rpm .原引风机参数表：项目TB工况BMCR工况ECR工况名称设计煤校核煤设计煤校核煤设计煤校核煤风机入口介质流量（m3/s）279.8/240.9237.9214.9/风机全压（Pa）5190/395239273642/风机进口风温（）122/122122122/入口烟气密度（kg/m3）0.914/0.9140.9140.914/全压效率（%）85.1/85.985.684.6/风机轴功率（kW）1770/11081089925/风机转速（r/min）
7、745.0入口烟气含尘量(mg/Nm3)200 mg/Nm312脱硫系统采用石灰石石膏湿法烟气脱硫系统，配有3台浆液循环泵，保证脱硫效率在95%以上。整个脱硫系统理论最高压损为2000 pa，另设有100%旁路烟道及旁路挡板，用于投切脱硫系统。吸收塔为空塔结构，玻璃鳞片内衬，内设三层喷淋层，烟气折向90度朝上流动，与自三层喷淋而下的浆液进行液气接触，在接触过程中发生化学反应，完成脱硫过程。每层喷淋层对应一台循环浆泵，喷淋层上部布置二级内置式除雾器。该吸收塔还包括2台氧化风机，一运一备，氧化空气管在上层搅拌器附近引入，从而使空气随着搅拌器的旋转而进入浆池，均匀地分配于浆液中，以便将亚硫酸盐氧化成
8、硫酸盐。脱硫除雾后的干净烟气通过烟囱排出。每台机组脱硫系统一台AN42e6（V19+4）静叶可调轴流增压风机，配YKK900-14电机，风压为2990 pa,电机容量为 2240 KW，电机转速为426 rpm . 表1：脱硫增压风机参数单台风机参数单位设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种运行工况T.BBMCR70%THA60%THA50%THA40%THA30%THA质量流量kg/h178365816518511156296991111825926660745495555进口流量m3/h2017021182217112755201093303911086728869546
9、652进口温度138128128128128128128风机进口密度kg/m30.8840.9060.9060.9060.9060.9060.906风机全压Pa2990249017101550140012341120风机效率%83.583.565.756.049.039.831.0风机轴功率kW20051512926844727631552风机转速r/min42013烟气系统原保护 炉后烟气脱硫系统与锅炉烟气系统紧密相连，为确保锅炉的安全运行，该烟气原脱硫系统保护控制逻辑设计如下：若发生下述情况之一，烟气通过脱硫旁路，脱硫系统撤出运行：l 增压风机故障l 锅炉MFTl 3台浆液循环泵同时出现故
10、障l FGD入口原烟气挡板、出口净烟气挡板未打开（延时2S）l FGD入口原烟气温度大于180(三取二)l 增压风机入口压力低于min(-1000Pa)或高于max(600pa)l 搅拌器3台及以上停止延时30min2、改造方案2.1 整体方案：新建一套脱硝装置，采用SCR法，反应器布置在锅炉省煤器烟道和空预器之间，每台反应器催化剂层数按21模式布置，初装2层预留1层。锅炉引风机与脱硫增压风机合并，取消脱硫旁路烟气挡板，同时对烟窗内衬更换为玻璃钢内衬。2.2 合并后风机选型AN系列轴流通风机是一种以叶轮子午面的流道，沿着流动方向急剧收敛，气流速度迅速增加，从而获得动能，并通过后导叶、扩压器，使
11、一部分动能转换成为静压能的轴流式通风机。具有压力高、风量大的特点。动叶可调轴流式风机效率曲线近似呈椭圆面，风机始终在高效区运行，性能优良，节能效果极佳，风机在TB点和BMCR工况时均能达到较高效率。当机组在带额定负荷工况或更低负荷下运行时，风机效率下降幅度是所有风机中最小的。考虑到300MW机组引风机在主机大幅调峰、低负荷时在低效率点工作，且对风机调节的灵敏度要求较高，故本工程选用AN系列动叶可调轴流风机。以达到节能，降低厂用电，并提高在机组部分负荷下的风机效率，提高风机跟踪负荷的灵敏性的要求。考虑本次改造新增SCR烟气脱硝的阻力、烟囱改为玻璃钢内衬以及一定的运行裕度，风机全压头选择8200p
12、a，本工程设计动叶可调轴流风机全压效率在TB工况下为87.6%，在BMCR工况下（设计煤种下）为88%，ECR工况下（设计煤种）不低于84.6%。表2：改造新增加阻力表序号项目烟气阻力（Pa）1新增SCR烟气脱硝改造12002烟囱改造后500表3：合并后引风机参数表况工项目煤种TB工况B-MCR工况THA工况实际煤种实际煤种实际煤种风机入口体积流量(m3/s)245.0219.6风机入口质量流量(kg/s)223.9200.7风机入口温度()122.0122.0入口烟气密度(m3/kg)0.9140.914风机全压升（包括附件损失）(Pa)8200.07116.7风机出口风温()131.913
13、0.7/风机全压效率(%)87.588.0风机轴功率(kW)2255.017510.风机转速(r/min)990.0表4：合并后引风机技术数据序号项目单位数值1风机型号HU25038-12G2风机调节装置型号U250T3叶轮直径mm25128叶轮级数级29每级叶片数片2210比转数8511叶片调节范围度-362012液压缸缸径和行程mm/mm44/819风机轴承型式滚动轴承23 脱硫旁路取消分析：随着我国环保要求日益提高，脱硫装置取消烟气旁路是必然趋势，本次增引合并改造中同步取消烟气旁路便于优化设计，避免以后重复改造。而脱硫无旁路的设计使脱硫系统的安全稳定运行提高到是否能确保机组稳定运行的高度
14、，安全性要求远高于传统有旁路的脱硫系统。所以在安全管理、设备管理、运行管理上都要把脱硫系统当成主设备对待，每一个设备和数据都当成主要监督指标进行监视、评价、考核，只有这样才能实现脱硫系统和机组的安全运行。2.3.1取消脱硫旁路的变化：1、脱硫旁路取消减小了旁路的泄漏，提高了脱硫效率，但脱硫系统设备的安全运行直接影响主机的安全，对脱硫系统的可靠性要求很高，这就要求将脱硫系统与主机按同一安全要求进行监视、控制、调整，安全管理、技术管理、设备管理的级别也应提高到同一高度。脱硫塔本体及氧化系统、浆液循环系统、浆液扰动系统中的任一设备故障均会影响到机组的负荷或安全运行。因此不论是运行操作还是检修维护工作
15、，均应按主设备对待。2、对烟气、脱硫系统运行方式的影响：脱硫没有旁路，意味着锅炉在进行点火、吹扫、停炉等操作的时候都经过脱硫系统。一方面脱硫要能维持锅炉正常运行，另外锅炉的操作也不能给脱硫系统带来危害。点火之前首先投入电除尘和脱硫系统。在锅炉启动风机之前先期启动1台脱硫浆液循环泵。随着负荷的增长逐渐启动第2、第3台脱硫浆液循环泵。按照设计，2台浆液循环泵就能够满足锅炉满负荷运行需求。但是，为了使锅炉更稳定、安全运行，减少事故隐患，更好地使脱硫塔烟气散热均匀，更好地保护脱硫塔防腐材料，在运行中采用3台循环泵带满负荷的方式。3、改造后机组逻辑改变(1)启动烟风系统前增加至少有l台浆液循环泵运行条件
16、；(2)引风机跳闸保护中增加了浆液泵全停条件； (3)为保护出口玻璃钢烟道，脱硫系统设置了事故喷淋逻辑，吸收塔入口温度大于180或吸收塔出口烟温大于60延时2S联开事故喷淋，并加报警；吸收塔出口烟温小于50延时2S退出事故喷淋，并加报警。（4）3台浆液循环泵同时出现故障联开事故喷淋。（5）三台浆液循环泵均故障停止且事故喷淋装置无法正常投入,MFT。（6）吸收塔入口温度大于180或出口烟温高于60，事故喷淋装置无法正常投入且出烟温持续升高至100延时10分钟,MFT。4 改造后的运行分析41 采用合并后系统能够简化，增压风机及其进、出口挡板、旁路挡板取消，调节特点是：引风机和增压风机合二为一，调
17、节对象单一，不再需要考虑引风机与增压风机控制的配合问题，烟气系统相应负荷变化较合并前迅速、准确。脱硫系统烟气压力稳定，引风机运行状况相对稳定，能保证机组安全、稳定运行。但同时也带来运行上的一些风险。浆液循环泵的切换对锅炉影响不大，引风机稍做调整，即可克服烟气压力带来的波动，保证脱硫系统与整套发电机组的稳定运行。如果脱硫系统异常时，需要通过风机动叶调整使风机适应系统压降。当3台再循环泵全部跳闸，为保护脱硫设备，避免重大损失，锅炉MFT，快速切除脱硫系统。当炉后脱硫系统烟气阻力发生变化时，引风机需做出一定调整，调整速率过快会导致炉膛压力波动，影响燃烧，甚至发生锅炉MFT。42 合并对锅炉和除尘器等
18、的影响：根据NFPA的要求，当分别设置引风机和增压风机且有旁路烟道时，锅炉炉膛的瞬时不变形承载能力不低于引风机的TB点抽吸力而不考虑引风机和增压风机抽吸力的叠加。而对于合并方案引风机的锅炉，其炉膛最大承载能力应高于引风机TB点的压头。引风机和脱硫增压风机合二为一后，TB点的最大抽吸力8200pa。而本工程锅炉炉膛设计的瞬时不变形承载能力不低于9.8kpa。因此合并改造后，对锅炉无影响。同样道理，本工程在除尘器和烟道的结构设计中也满足9.8kpa的瞬时最大压力，因此对除尘器及烟道无影响。4.3 无旁路脱硫系统运行注意事项4.3.1 机组正常运行中(1)浆液循环泵影响。浆液循环泵设计工况为满负荷3
19、台运行。但在保证脱硫效率的情况下，其运行方式可以为2运1备。当在极限情况下，如果2台跳闸，只有l台运行时，应立即减负荷，以降低进入脱硫系统的烟气温度，保护吸收塔内设备不受损坏，从而保证吸收塔和玻璃钢烟道在安全的情况下运行，同时抓紧修复和恢复停运浆液循环泵的运行，当浆液循环泵全部停运时应停炉以保护脱硫设备。(2)氧化风机影响。在2台氧化风机全停情况下，脱硫系统可维持运行一段时间。但应及时安排人员处理，尽快将氧化风机投入。如果在2 h内不能恢复，脱硫系统应停止运行。(3)搅拌器影响。搅拌器有3台，如果出现3台停运，因涉及浆液沉积的问题，应在l2 h内迅速恢复搅拌器的运行，否则应将脱硫系统退出运行。
20、(4)电除尘影响。为了防止脱硫无旁路系统的浆液遭到粉尘污染中毒，在正常运行期间应密切监测电除尘出入口粉尘浓度及CEMS系统的主要参数。如果电除尘器其中若干电场因故障停运，造成出口粉尘浓度大于200 msNm3时，应根据实际情况降负荷运行，脱硫系统通过观察吸收塔内浆液的化学吸收反应情况以及石膏品质情况，决定是否需要升降负荷及继续运行。如果电除尘器其中若干电场因故障停运，但出口粉尘浓度不大于200 msNm3时，脱硫系统可继续保持运行，但需长时间进行运行观察。一般正常运行时吸收塔入口粉尘浓度不大于55msNm3，出口不大于28 mgNm3。 吸收塔入口粉尘浓度高可采用大量补充新鲜石灰石浆液，同时排
21、放污染的浆液来解决浆液中毒问题。(5)空预器影响。正常运行中烟气温度过高的主要原因为空气预热器跳闸或堵灰等原因造成换热不好所造成。为防止机组运行期问进入吸收塔的烟气温度过高损坏脱硫系统设备，脱硫取消旁路时设计了事故喷淋系统。在烟气温度高时自动控制水喷淋，从而控制吸收塔入口烟气温度。(6)脱硫系统烟道。脱硫系统烟道安全运行方面主要考虑两段，一是引风机出口到吸收塔之间段，二是吸收塔出口到烟囱之间玻璃钢烟道段。引风机出口烟道段主要考虑防腐问题，吸收塔出口段主要考虑烟气温度高导致玻璃钢烟道变形和烟道浆液沉积问题。引风机出口烟道防腐问题可在设计阶段考虑或在烟道低处加装水汽收集槽，并接放水门，在机组启停过
22、程中进行排放。吸收塔出口玻璃钢烟道段除加装温度测点监测运行中出口烟道温度变化外，还在出口烟道内设计冲洗装置，保证出口烟道中不会大量沉积烟尘和石膏。同时出口烟道上还增设检查人孔，便于定期检查和检修。(7)脱硫吸收塔。由于脱硫系统取消烟气旁路挡板、增压风机且无GGH，因此吸收塔液位在运行中的监视是非常重要的，如果液位不准或内部泡沫较多同时溢流管堵塞，则会使浆液倒流到引风机出口，严重时会造成设备损坏和停机事故。另外，吸收塔的溢流管，要做到液位低时不跑烟气，液位高时能及时排放浆液，从而保证脱硫系统和机组的安全运行。(8)脱硫系统保护设置。因为脱硫无旁路系统的安全运行状况直接影响机组的安全运行，所以要把
23、脱硫系统保护纳入到机组主保护的管理中。脱硫系统的重要参数要增加测点数，其中逻辑要实现3取2或3取3，从而提高测量系统和保护系统的可靠性。当吸收塔入口烟温大于180且事故喷淋无法正常投入时，应触发锅炉MFT，同时联停引风机，送风机运行，使锅炉处于闷炉状态来保护吸收塔。在逻辑中设置的浆液循环泵等脱硫系统主要设备的保护定值，如：轴承温度、线圈温度和液位高低报警及跳闸值，其必要性和合理性应根据实际进行优化，避免造成不必要的安全事件发生。4.3.2 机组启、停过程中注意事项(1)控制好启机前每次吸收塔进浆液的时间，尽量缩短浆液在吸收塔内的循环时间，保证进浆液时间与锅炉烟风系统投运和锅炉点火在时间控制上达
24、到间隔最短。因此机组启动烟风系统投入顺序为：投电除尘后启动第一台浆液循环泵的同时短时问内启动第一台引风机，接下来可以启动送风机、一次风机等。如在热态或极热态情况下启动，保证浆液循环泵连续运行且排烟温度正常的情况下再启引风机，从而防止浆液循环时，水蒸汽倒流现象发生，而影响到引风机和电除尘的安全，同时也防止了吸收塔入口和出口烟温过高，造成吸收塔衬胶损坏和玻璃钢烟道变形的问题。(2)在引风机启动前应先对吸收塔进口烟道和引风机底部进行排水。(3)在正常停炉通风时，应至少投入1台浆液循环泵运行，保证吸收塔内不超温，通风结束引风机停运后，当吸收塔入口温度降到68以下，应尽早停止循环泵和氧化风机运行。防止水
25、蒸汽倒流现象发生，从而减少再启机时对引风机和电除尘器的影响。(4)在锅炉停炉后，如果浆液循环泵长时间保持在运行状态下，而引风机已经停止运行，则会造成水蒸汽返到引风机出口造成烟道和引风机外壳存水，使烟道和引风机受到腐蚀，还有可能因吸收塔返回的水蒸汽在电除尘内造成灰板结，使电除尘灰斗堵灰。(5)锅炉停炉期间，如果锅炉有运行操作或锅炉高温烟气进入吸收塔，使吸收塔入口温度超过90时，应启动浆液循环泵降温。锅炉烟风系统如果烟温低于60，可进行通风，如果烟温高于60则吸收塔至少运行1台浆液循环泵，防止吸收塔出口的玻璃钢烟道超温。4.3.3机组事故跳闸(1)在事故停炉通风时，禁止停止浆液循环泵运行。(2)当
26、吸收塔入口烟温大于180时，应启动事故喷淋，如果入口烟气温度不高于150并且吸收塔出口温度不高于50，自动关闭事故喷淋。事故喷淋系统运行时，应注意喷淋时间和补充水源是否正常，同时还应注意吸收塔液位在允许范围内，防止浆液倒流入引风机出口烟道。4.3.4(1)运行人员要求由于吸收塔内部防腐材料最高抗烟气温度为90；吸收塔出口的烟道是玻璃钢材质，最高抗烟气温度为68，因此运行期间脱硫运行人员应实时监视吸收塔浆液pH情况，保证准确性，若2个pH表都发生故障，运行人员必须每小时人工化验一次，然后根据实际pH来调整石灰石浆液的补充量，避免浆液pH过低。同时加强监视和控制吸收塔的液位，防止溢流。液位控制要有
27、一定的裕度，在保证脱硫效率的情况下，一般控制在吸收塔最低允许液位和正常液位之间。密切监测脱硫系统CEMS系统的主要参数及吸收塔入口、出口温度的变化。集控运行人员应将脱硫系统的画面当成机组主画面对待，实时监控脱硫系统的参数变化和设备运行情况。(2)检修人员要求要定期检查和校验pH表，保证其准确性。定期检查pH计连接管线是否堵塞和泄漏，并对连接管线定期冲洗。脱硫系统运行中或停运期间，也要定期校验液位计，保证其准确性，避免造成由于液位不准确而发生溢流或影响脱硫效率。机组每次检修都必须检查吸风机叶片和出口烟道的腐蚀情况。必须对吸收塔出口烟道及电除尘积灰情况进行检查和清理。同时利用检修机会逐步将安装不合
28、理和易堵塞的表计、管道、系统进行治理和完善。5 结论引增合并改造并取消脱硫旁路的是烟气脱硫技术发展的方向，经验不多，还有许多技术问题需要进一步摸索。神皖安庆电厂在进行脱硝改造的同时，迎难而上，同步进行引风机增压风机合并改造并取消脱硫旁路，事实证明是切实可行的，在保证机组的安全运行的同时又创造了良好的经济效益和环保效益，值得借鉴。参考文献：1廖永进，曾庭华，郭斌火电厂脱硫装置旁路系统增压风行方式的探讨电力环境保护，2008，24(03)2蒋从进，封乾君国华三河电厂脱硫装置取消烟气旁路的研究C2007年火电厂环境综合治理技术研讨会郑州2007：1221253 刘宏伟关于脱硫无旁路机组运行的探讨华北电力技术，2009，22(09)作者简介：1.赵冠永：（1978-）男，安徽安庆皖江发电有限公司发电部，助理工程师，本科，主要研究方向：热能动力工程。2.薛小超（1975-），男，安徽皖能电力运营检修有限公司，助理工程师，大专，主要研究方向：热能动力工程。通讯作者：赵冠永，电话 18955694080 邮箱 ：通讯地址：安徽安庆皖江发电有限公司发电部 邮政编码 246000
