350MW机组风机单、双列布置工程对比浅析

    摘 要：相对于双列配置，风机单列布置机组烟风系统的运行大为简化，并具有升降负荷迅速、操作简单等优点，但如何保证机组稳定运行成为单列配置方案的关键，同时也是电力工程界争议的焦点。本文结合笔者自身电站调试经历，以同为350MW超临界机组的风机单列布置的临清发电工程和风机双列布置的滨州发电工程调试经历，从机务设备、热工控制以及基建调试等方面总结提高可靠性的有效措施，从技术方案、投资经济性、运行经济性以及运行灵活性方面进行综合分析。

    关键词：350MW超临界机组；单列布置；经济性

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.194

    1 风机单、双列布置工程简介

    滨州2×350MW机组工程，烟风系统采用传统双列配置，每台锅炉配置 2×50%容量的一次风机，2×50%容量的二次风机，2×三分仓空气预热器，引风机与增压风机合并，按三合一引风机2×50%设置，一号机组于2015年10月投产，二号机组于2015年12月投产。临清2×350MW机组工程，锅炉尾部烟道采用单列配置，锅炉竖井下设置1台四分仓回转式空气预热器，烟风系统采用单列配置，空预器、一次风机、送风机为1×100%，引风机与增压风机合并，按三合一引风机2×50%设置，一号机组于2016年12月投产，二号机组于2017年01月投产。

    2 风机单、双列布置运行参数对比分析

    临清电厂和滨州电厂锅炉全部由上海锅炉厂生产，风机全部由上海鼓风机厂生产，由于同为350MW超临界热电联产机组，锅炉各风量设计参数相差不大。在设计参数相差不大的前提下，现将调试试运期间临清电厂350 MW超临界机组单列布置的辅机与滨州电厂350 MW超临界机组双列布置的辅机在各个不同负荷阶段的运行数据见表1。

    从表1中可以看出：

    （1）由公式风机效率，其中风机功率，风机轴功率，另外两个工程的一次风机和送风机电压等级同为6kV，计算得知，单列风机运行效率明显优于双列方案，以75% 负荷 和100% 负荷为例，单列布置一次风机的运行效率可达到78.7%和87.8%，单列布置送风机的运行效率可达到77.6%和86.8%，而双列布置一次风机的运行效率为68.5%和79.5%，双列布置送风机的运行效率为67.3%和76.9%。考虑机组运行煤质差异，机组参数对煤量及风量分配的影响，剔除不同负荷工况下因煤质差异造成风量差别因素，无论一次风机还是送风机单列布置比双列布置均能提高8%以上。主要是由于单列配置时无论一次风机还是送风机出口压头较高，弥补了双列配置时压头低的不足，同时单列风机运行效率较高还与空气预热器漏风率降低也有一定关系。

    （2）低负荷下，单列风机运行更不易发生喘振现象。由表1可见，无论一次风机还是送风机单列布置时在风机流量没有多大变化的情况下，风机出口压头却都比双列布置时有大幅度增加，以100%负荷为例，单列布置一次风机的出口压力为12.5kpa，送风机出口压力为2.0kpa，双列布置一次风机的出口压力为11.7kpa，送风机出口压力为1.5kpa。分析风机Q-H工作特性曲线可知，低负荷下单列风机运行更远离驼峰形不稳定区域，运行工况点远离喘振区，不会因风量突变或大幅波动与出力不匹配引起风机喘振。

    3 风机单、双列布置初投资费用比较

    从表2的比较得出，锅炉辅机（除引风机）单列配置的设备初投资比双列风机节省约1241.7万元（2台机组）。

    4 风机单列布置机组调试试运期间遇到的问题及采取的措施

    由于机组主要辅机采用单列配置后，辅机的运行状况将直接影响整个机组运行的安全稳定性及可靠性，辅机跳机将导致机组跳机，将会直接触发锅炉主燃料跳闸[1]。因而单列配置机组的可靠性相比于双列要低，再加上缺乏对风机单列配置机组的调试经验，在临清机组工程调试试运期间遇到了很多问题，#1机组发生过多次因风机故障而导致机组跳机事件。另外，在机组总启动试运期间发现五套制粉系统全部运行或启动第五套制粉系统时，一次风机余量不足，需要格外注意控制一次风压的稳定。

    由于单列配置机组的可靠性相比于双列要低，再加上临清机组工程为供热机组，对机组的可靠性要求更高，因此为了提高机组性能的可靠性在调试期间针对风机单列布置采取了一些针对性措施。

    辅机的辅助设备如油站、油泵等设备的运行将会影响辅机的运行，辅机的辅助设备在控制系统的重要性将等同于常规双列配置机组的主要辅机，所以加强辅机辅助设备的监控，提高辅机辅助设备的可靠性就显得非常重要[2]。在风机单体调试期间要严格按照设计规定及厂家现场要求对风机动叶零位进行定位，确保在扣缸后风机运行时风机动叶不发生零点漂移现象。

    润滑油及控制油系统是动叶调节轴流式风机的故障多发点，在油系统试运过程中，确保主辅油泵均能正常工作，自动切换正常，润滑油流量及控制油压均能满足设备运行要求[3]。油箱及供油温度正常，冷却水及加热器均能正常投入；油站各开关量及模拟量显示正确，能代表目前系统的真实工况等。

    對于系统内的风门挡板，均需检查其内部位置、就地位置指示器与DCS监视画面是否一致；对于调节型风门挡板及动叶还需确认挡板叶片开关的同步性； 对于动叶，确保叶片开关时液压油系统无内部泄露等。

    5 结论及建议

    （1）辅机单列配置，可以简化系统、风机布置及检修维护更为方便，并且可避免2台风机抢风、运行不均衡等问题；辅机双列配置，机组的运行灵活性更好，单台风机故障不会造成机组停运，运行操作较单列配置复杂。

    （2）辅机单列配置的初投资费用略低，经初步比较，风机单列配置比双列风机节省约1241.7万元（2台机组）。

    （3）临清电厂机组经过合理选型，保护策略的优化，在调试阶段和整套启动过程中单列布置安全稳定的维持机组运行。

    参考文献：

    [1]郭萌，李旭东，宁华兵等.660MW超超临界机组风机单列配置方式[J].电力建设，2013，34（10）：76-80.

    [2]谷聪伟，付龙龙，李智，党小建，吴寿贵.风烟系统辅机单列布置在350MW火电机组中的应用探讨[J].电站系统工程，2016（01）：72-74.

    [3]荆广耀.浅谈300MW等级发电锅炉辅机单列布置的可行性[J].山东工业技术，2018（14）：179.

    作者简介：徐春兴（1987-），男，山东临沂人，硕士，工程师，研究方向：电厂热能动力。