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【摘 要】本文介绍了内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司从安全性、经济性、可靠性三个方面综合考虑4号机组在进行引风机改造时的选型，以及双级动调“三合一”引风机在脱硝机组中的的优势及对系统的影响。
【关键词】双级；动调；“三合一”引风机；
Abstract： This paper introduces the Inner Mongolia Datang International tuoketuo power generation limited liability company from three aspects of safety， economy， reliability considering the selection of No. 4 unit in the fan transformation， as well as the advantage of two-stage dynamic adjustment"three in one" fan in denitrification unit and the impact on the system.
Keyword： double stage； dynamic adjustment； "three in one" fan
0 引言
根据最新《火电厂大气污染物排放标准》要求，托电公司#4机组允许的NOX排放浓度必须小于200mg/Nm3，而机组运行时NOX排放浓度在600mg/Nm3，机组需要增加脱硝系统。
脱硝系统采用板式催化剂，投运后会增加约1000Pa的阻力，同时需要对空预器进行改造，约增加300Pa的阻力。整个烟风系统在改造后约增加1300Pa，现有的引风机和增压风机无法满足，需要对引风机进行改造。
1 脱硝系统改造前后系统情况
托克托发电公司二期工程#4机组锅炉为北京B&W 公司生产的亚临界燃煤锅炉，采用单炉膛平衡通风，配备有两台AN37e（V19+4°）型静叶可调轴流式引风机，后增加一台48.5-22-1型动叶可调轴流式增压风机，以克服脱硫系统投运后增加的阻力。两种风机基本参数见表（1）至表（4）所示。
从表（2）、表（4）的实验测试结果可以看出，引风机在BMCR工况时，性能参数基本达到了设计值。而增压在BMCR工况时已达到设计的TB工况，在计算机组BMCR工况下的阻力时，脱硫系统的阻力应取增压风机在TB工况下的全压升，如表（5）所示。
由表（5）可知改造后的引风机（+增压风机）BMCR工况下的压头不得低于7805.4KPa，同时根据《火力发电厂设计技术规程》的规引风机的压头裕量不低于20%，故改造后引风机（+增压风机）TB工况点的全压升不小于9366.5Pa。
另外，由于#4机组进行脱硫改造时，采用了烟气旁路系统，导致部分烟气不经脱硫直接由烟囱排出，使得脱硫效率在95%以上仍无法保证SO2的排放浓度满足要求，为减轻脱硫系统的压力，进行引风机改造的同时，将取消烟气旁路系统。
2 脱硝引风机改造方案的分析比较
2.1保留增压风机，只对引风机进行改造，引风机为二合一风机。
由于在600MW负荷下，增压风机压升已达到TB工况点，为使增压风机全压升在600MW负荷下恢复到BMCR工况点，要求改造后的引风机BMCR工况点的全压升不小于5805.4KPa， TB工况点的全压升不小于6966.5Pa。
改造的引风机可以选用静叶可调轴流风机或单级动叶可调轴流风机，前者结构简单、运行可靠，维护量小。后者效率较高，经济性好。均可以满足要求，且对现有设备的改动性小。
由于改造后的引风机全压升有较大幅度的提高，面流量却基本未发生变化，需要改变叶轮的结构：（1）叶轮直径增加，叶片变短，数量增加。会增加叶片顶部二次流的损失以及叶片上的摩擦损失，影响风机效率；（2）叶轮直径增加，叶片变短，转速提高，会使叶片顶部的线速度增加，叶片所受应力增加，还会加速叶片的磨损，使风机的可靠性降低。
但是，在取消脱硫旁路烟道系统后，增压风机故障将直接导致机组跳闸，机组的可靠性也将有所降低。
2.2 取消现增压风机，引风机改造为“三合一”的混流风机。
增压风机取消后，要求引风机在BMCR工况点的全压升不低于7805.4Pa，TB工部点的全压升不低于9366.5Pa。
静调或单级动调轴流风机难以满足9KPa以上的全压升，经与风机厂家研究，选用HU27050-22型双级动调轴流风机，风机设计参数如下表：
HU27050-22型风机在BMCR工况点的全压升为8593Pa，TB工况点全压升9452Pa，满足要求，BMCR工况点的裕量主要是考虑脱硝催化剂、空预器在运行中堵灰及脱硫系统异常时导致的阻力增加值。风机转速增加至745r/min，仍属于较低转速，对叶片采取防磨措施后，可以长期安全运行。
另外，此方案取消了增压风机，在单台引风机故障的情况下，不必运机组就可以停运进行检修，提高了机组的可靠性。
3 引风机改造后对原系统的影响 引风机改造后，TB工况点的全压升达到了9452Pa，高于炉膛设计的瞬间承受压力为±8.7KPa根据《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》、《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》中的相关规定，要求当引风机选型点的能力超过8.7kPa时，炉膛设计瞬态负压都应考虑予以增加，这样势必会大大增加锅炉设计的投资，且对炉膛结构进行改造的难度很高，可操作性不强。
考虑到改造后的风机在THA工况及BMCR工况点的全压升均低于8.7KPa，且锅炉MFT关于炉膛压力的选取值为±1.75KPa，远低于±8.7KPa，另外锅炉还设置了三级报警值及MFT后联跳风机的保护措施，可以保证炉膛的安全运行。同时《火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程》DL/T5240-2010中对炉膛设计瞬态负压的说明：“当引风机在环境温度下的TB点能力高于-8.7KPa，但不大于-12KPa，则炉膛最小瞬态设计负压仍可取为-8.7KPa”。且《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》、《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》所参考的美国的《锅炉与燃烧系统的危险等级标准/NFPA-85》中条款3.5.1（b）同样规定“当引风机在环境温度下的TB点压力PTB高于炉膛瞬态防爆压力标准值Pmft=|-35in|H2O（8.7KPa），对炉膛瞬态防爆压力Pmft可取为|-35in|H2O（8.7KPa）不变”。因此并未对炉膛结构进行改造。
4 引风机改造后对机组运行的影响
由于引风机出力较改造前有了大幅度增加，改造后引风机电机功率增加到了6900KW，较改造前的3700KW增加了近一倍，同时启动电流约为正常值的6倍。在引风机启动时导致6KV厂用电 A段母线相电压由3733V降至2920V，B段母线相电压3700V降至2850V；同时同段母线所带设备全部跳闸，半分钟后母线相电压恢复正常。后将启动方式改为先启动引风机，待母线相电压恢复正常后再启动同段母线所带其它设备，机组能正常启动，运行中无异常现象。
5 结束语
在脱硝系统未投运的情况下，机组600MW负荷时，HU27050-22 “三合一”引风机动叶开度70%左右，电流420A，效率74%，比“引风机+增压风机”的设置方案电耗减少约10%，可靠性也相对较高。而双级动调轴流风机较单级动调轴流风机及静调轴流风机高；叶轮直径小，叶片应力小；转速较低，叶片磨损速率小。因此，双级动调轴流“三合一”引风机应是火力发电厂脱硝机组的首选方案。
参考文献：
[1]《火电厂大气污染物排放标准》GB/13223-2011中国环境科学出版社
[2]《火力发电厂设计技术规程》DL/T5000-2000
[3]《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》
[4]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》
[5]《火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程》DL/T5240-2010
[6]《锅炉与燃烧系统的危险等级标准/NFPA-85》
【关键词】双级；动调；“三合一”引风机；
Abstract： This paper introduces the Inner Mongolia Datang International tuoketuo power generation limited liability company from three aspects of safety， economy， reliability considering the selection of No. 4 unit in the fan transformation， as well as the advantage of two-stage dynamic adjustment"three in one" fan in denitrification unit and the impact on the system.
Keyword： double stage； dynamic adjustment； "three in one" fan
0 引言
根据最新《火电厂大气污染物排放标准》要求，托电公司#4机组允许的NOX排放浓度必须小于200mg/Nm3，而机组运行时NOX排放浓度在600mg/Nm3，机组需要增加脱硝系统。
脱硝系统采用板式催化剂，投运后会增加约1000Pa的阻力，同时需要对空预器进行改造，约增加300Pa的阻力。整个烟风系统在改造后约增加1300Pa，现有的引风机和增压风机无法满足，需要对引风机进行改造。
1 脱硝系统改造前后系统情况
托克托发电公司二期工程#4机组锅炉为北京B&W 公司生产的亚临界燃煤锅炉，采用单炉膛平衡通风，配备有两台AN37e（V19+4°）型静叶可调轴流式引风机，后增加一台48.5-22-1型动叶可调轴流式增压风机，以克服脱硫系统投运后增加的阻力。两种风机基本参数见表（1）至表（4）所示。
从表（2）、表（4）的实验测试结果可以看出，引风机在BMCR工况时，性能参数基本达到了设计值。而增压在BMCR工况时已达到设计的TB工况，在计算机组BMCR工况下的阻力时，脱硫系统的阻力应取增压风机在TB工况下的全压升，如表（5）所示。
由表（5）可知改造后的引风机（+增压风机）BMCR工况下的压头不得低于7805.4KPa，同时根据《火力发电厂设计技术规程》的规引风机的压头裕量不低于20%，故改造后引风机（+增压风机）TB工况点的全压升不小于9366.5Pa。
另外，由于#4机组进行脱硫改造时，采用了烟气旁路系统，导致部分烟气不经脱硫直接由烟囱排出，使得脱硫效率在95%以上仍无法保证SO2的排放浓度满足要求，为减轻脱硫系统的压力，进行引风机改造的同时，将取消烟气旁路系统。
2 脱硝引风机改造方案的分析比较
2.1保留增压风机，只对引风机进行改造，引风机为二合一风机。
由于在600MW负荷下，增压风机压升已达到TB工况点，为使增压风机全压升在600MW负荷下恢复到BMCR工况点，要求改造后的引风机BMCR工况点的全压升不小于5805.4KPa， TB工况点的全压升不小于6966.5Pa。
改造的引风机可以选用静叶可调轴流风机或单级动叶可调轴流风机，前者结构简单、运行可靠，维护量小。后者效率较高，经济性好。均可以满足要求，且对现有设备的改动性小。
由于改造后的引风机全压升有较大幅度的提高，面流量却基本未发生变化，需要改变叶轮的结构：（1）叶轮直径增加，叶片变短，数量增加。会增加叶片顶部二次流的损失以及叶片上的摩擦损失，影响风机效率；（2）叶轮直径增加，叶片变短，转速提高，会使叶片顶部的线速度增加，叶片所受应力增加，还会加速叶片的磨损，使风机的可靠性降低。
但是，在取消脱硫旁路烟道系统后，增压风机故障将直接导致机组跳闸，机组的可靠性也将有所降低。
2.2 取消现增压风机，引风机改造为“三合一”的混流风机。
增压风机取消后，要求引风机在BMCR工况点的全压升不低于7805.4Pa，TB工部点的全压升不低于9366.5Pa。
静调或单级动调轴流风机难以满足9KPa以上的全压升，经与风机厂家研究，选用HU27050-22型双级动调轴流风机，风机设计参数如下表：
HU27050-22型风机在BMCR工况点的全压升为8593Pa，TB工况点全压升9452Pa，满足要求，BMCR工况点的裕量主要是考虑脱硝催化剂、空预器在运行中堵灰及脱硫系统异常时导致的阻力增加值。风机转速增加至745r/min，仍属于较低转速，对叶片采取防磨措施后，可以长期安全运行。
另外，此方案取消了增压风机，在单台引风机故障的情况下，不必运机组就可以停运进行检修，提高了机组的可靠性。
3 引风机改造后对原系统的影响 引风机改造后，TB工况点的全压升达到了9452Pa，高于炉膛设计的瞬间承受压力为±8.7KPa根据《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》、《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》中的相关规定，要求当引风机选型点的能力超过8.7kPa时，炉膛设计瞬态负压都应考虑予以增加，这样势必会大大增加锅炉设计的投资，且对炉膛结构进行改造的难度很高，可操作性不强。
考虑到改造后的风机在THA工况及BMCR工况点的全压升均低于8.7KPa，且锅炉MFT关于炉膛压力的选取值为±1.75KPa，远低于±8.7KPa，另外锅炉还设置了三级报警值及MFT后联跳风机的保护措施，可以保证炉膛的安全运行。同时《火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程》DL/T5240-2010中对炉膛设计瞬态负压的说明：“当引风机在环境温度下的TB点能力高于-8.7KPa，但不大于-12KPa，则炉膛最小瞬态设计负压仍可取为-8.7KPa”。且《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》、《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》所参考的美国的《锅炉与燃烧系统的危险等级标准/NFPA-85》中条款3.5.1（b）同样规定“当引风机在环境温度下的TB点压力PTB高于炉膛瞬态防爆压力标准值Pmft=|-35in|H2O（8.7KPa），对炉膛瞬态防爆压力Pmft可取为|-35in|H2O（8.7KPa）不变”。因此并未对炉膛结构进行改造。
4 引风机改造后对机组运行的影响
由于引风机出力较改造前有了大幅度增加，改造后引风机电机功率增加到了6900KW，较改造前的3700KW增加了近一倍，同时启动电流约为正常值的6倍。在引风机启动时导致6KV厂用电 A段母线相电压由3733V降至2920V，B段母线相电压3700V降至2850V；同时同段母线所带设备全部跳闸，半分钟后母线相电压恢复正常。后将启动方式改为先启动引风机，待母线相电压恢复正常后再启动同段母线所带其它设备，机组能正常启动，运行中无异常现象。
5 结束语
在脱硝系统未投运的情况下，机组600MW负荷时，HU27050-22 “三合一”引风机动叶开度70%左右，电流420A，效率74%，比“引风机+增压风机”的设置方案电耗减少约10%，可靠性也相对较高。而双级动调轴流风机较单级动调轴流风机及静调轴流风机高；叶轮直径小，叶片应力小；转速较低，叶片磨损速率小。因此，双级动调轴流“三合一”引风机应是火力发电厂脱硝机组的首选方案。
参考文献：
[1]《火电厂大气污染物排放标准》GB/13223-2011中国环境科学出版社
[2]《火力发电厂设计技术规程》DL/T5000-2000
[3]《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》
[4]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》
[5]《火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程》DL/T5240-2010
[6]《锅炉与燃烧系统的危险等级标准/NFPA-85》