1000_MW机组引风机汽...双驱改造项目技术经济性分析_吴志祥.pdf

节能技术与应用59NO.01 2023节能 ENERGY CONSERVATION1 000 MW机组引风机汽电双驱改造项目技术经济性分析吴志祥1 童敏2（1.国能神皖安庆发电有限责任公司，安徽 安庆 246000；2.国能神皖池州发电有限责任公司，安徽 池州 247103）摘要：以江苏某电厂1 030 MW机组为研究对象，分析1 000 MW机组引风机汽电双驱改造项目的技术经济性。结果显示：与背压式汽动引风机方案相比，采用汽电双驱引风机方案的投资增加899万，但每年可增加收益768万，银行贷款利率按照5%计算，约6.25年收回投资，投资回收期小于10年，项目可行，汽电双驱引风机方案技术经济性优于背压式汽动引风机方案。关键词：汽电双驱引风机方案；背压式汽动引风机方案；技术经济性中图分类号：TM726 文献标识码：B 文章编号：1004-7948（2023）01-0059-05 doi：10.3969/j.issn.1004-7948.2023.01.016Economic analysis of steam electric double drive reconstruction project of induced draft fan of 1 000 MW unitWU Zhi-xiang TONG MinAbstract：Taking the 1 030 MW unit of a power plant in Jiangsu as the research object,the technical economy of the steam electric double drive reconstruction project of the induced draft fan of 1 000 MW unit.The result show that compared with the back pressure steam driven induced draft fan scheme,the investment in the use of steam electric double drive induced draft fan scheme increases by 8.99 million,but the annual income can be increased by 7.68 million.Calculated at the bank loan interest rate of 5%,the investment will be recovered in about 6.25 years,and the investment recovery period is less than 10 years.The project is feasible.The technical economy of steam electric double drive induced draft fan scheme is better than that of back pressure steam driven induced draft fan scheme.Key words:steam electric double drive induced draft fan scheme;back pressure steam driven induced draft fan scheme;technical and economic引言江苏某电厂一期21 030 MW机组分别在2009年、2010年通过168 h试运行。对1#机组的电动引风机和电动增压风机进行改造，合并引风机和增压风机。引风机的能耗较高，合并引风机与增压风机时，常规电机驱动引风机方式下的厂用电率较高，且机组部分负荷工况下的风机效率较低。张晓玲1等采用小汽轮机驱动方案，实现了类似给水泵汽轮机模式的调节运行方式，提高了部分负荷下引风机效率，节约了厂用电。拟进行引风机驱动改造项目，探究引风机驱动改造项目的最优方案，分析项目的技术经济性。1设备概括1.1主机概括锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界锅炉。锅炉BMCR工况的主要参数如表1所示。表1锅炉BMCR工况的主要参数项目过热蒸汽流量/(t/h)过热蒸汽压力（表压）/MPa过热蒸汽温度/再热蒸汽流量/(t/h)再热器进口压力（表压）/MPa再热器出口压力（表压）/MPa再热器进口温度/再热器出口温度/省煤器入口温度/锅炉排烟温度（修正后）/锅炉保证效率（LHV）BRL工况/%锅炉不投油最低稳定负荷/%BMCRNOx排放量/(mg/m3)设计煤种3 10027.466052 5686.216.01372.860329812394.030300校核煤种3 10027.466052 5686.216.01372.860329813230300作者简介：吴志祥（1978），男，硕士，高级工程师，研究方向为电厂设备管理与科技创新。收稿日期：2022-06-20引用本文：吴志祥，童敏.1 000 MW机组引风机汽电双驱改造项目技术经济性分析 J.节能，2023，42（1）：59-63.节能技术与应用60节能 ENERGY CONSERVATIONNO.01 2023采用上海汽轮机有限公司生产的超超临界、一次再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽的N1030-26.25/600/600汽轮机。汽轮机主要参数如表2所示。1.2辅机概况原引风机、原增压风机技术参数如表3、表4所示。2改造方案拟定2.1机组现状（1）机组运行现状。根据江苏某电厂提供的近三年的机组运行数据，机组负荷较稳定，设备利用小时数较高。机组各工况的运行小时数分布如表5所示。（2）引风机现状。电力行业引风机的传统驱动方式为电动机驱动，技术成熟可靠2。江苏某电厂目前使用电动引风机，部分负荷下效率更低，厂用电率更高，运行经济性较差2。2.2方案一2台背压式小汽轮机驱动静叶可调引风机，加1台启动用电动引风机（以下简称“背压式汽动引风机方案”）。2.2.1技术简介合并引风机与脱硫增压风机后，常规电机驱动引风机厂用电率较高3。如果采用汽动引风机，可以提高低负荷工况时引风机的效率2，获得良好的收益。驱动引风机的小汽轮机的排汽流向主机回热系统和对外供热系统。浙江北仑电厂等多家电厂采用了背压式汽动引风机方案进行改造，并已成功投产2。背压式汽动引风机方案中，如果将小汽轮机的排汽与抽汽接入热力循环，排挤了部分过热度较高的主机抽汽，提高了机组整体热效率4。回热背压式小汽轮机驱动设备技术的典型流程如图1所示。汽动引风机供热方案的小汽机汽源选择应保证机组在一定的负荷范围内，调节小汽机排汽参数，能够满足供热要求，汽源可以选择冷段、热段、锅炉一级再热器出口蒸汽等。小汽机排汽可以回到主机的回热系统，或直接排至供热分汽缸，利用原有热网供热。2.2.2技术特点（1）大幅降低厂用电率5。（2）方便地实现转引风机速调节，提高了不同负荷下引风机效率5。2.2.3技术方案背压式汽动引风机供热方案已被应用于很多工程。表2汽轮机主要参数项目TRL工况功率/MWTRL工况主蒸汽压力（绝对压力）/MPaTRL工况主蒸汽温度/TRL工况高温再热蒸汽压力（绝对压力）/MPaTRL工况高温再热蒸汽温度/平均排汽背压（绝对压力）/kPa保证热耗率/(kJ/kWh)数值1 03026.256005.5826004.77 318表4原增压风机技术参数项目流量/(m3/h)全压升/Pa进口温度/TB工况17.7801053 000138BMCR工况16.1621052 350128图1回热背压式小汽轮机驱动设备技术的典型流程表5机组各工况的运行小时数分布/h工况THA75%THA50%THA年运行小时数1 0505 0001 000表3原引风机技术参数项目风机入口体积流量/(m3/s)风机入口质量流量/(kg/s)风机入口温度/入口烟气密度/(kg/m3)风机入口全压/Pa风机入口静压/Pa风机出口全压/Pa风机出口静压/Pa风机全压升/Pa风机静压升/Pa风机出口风温/风机附件损失风机全压效率/%风机轴功率/kW风机转速/(r/min)TB工况753.7677.601290.899 0-6 644-6 967.6668.7345.17 312.77 312.7138.5已包含在全压效率内87.06 230590BMCR工况设计煤种633.6584.121190.921 9-5 150-5 385600.0365.05 750.05 750.0126.186.44 172590校核煤种659.5596.121280.903 9-5 180-5 429620.0371.05 800.05 800.0135.386.84 359590节能技术与应用61NO.01 2023节能 ENERGY CONSERVATION如北仑三期21 000 MW工程、泰州一期21 000 MW工程、南通三期21 000 MW工程等，背压式汽动引风机供热方案比较成熟。背压式汽动引风机设备系统按轴系布置依次为背压式汽轮机（变转速）、定速比齿轮箱、引风机。背压式汽动引风机方案如图2所示。2.3方案二2台汽电双驱小汽轮机驱动动叶可调引风机（简称“汽电双驱引风机方案”）。2.3.1技术简介汽动引风机实际运行中，小汽机存在效率偏低的问题，考虑汽电双驱引风机方案，利用背压式小机驱动引风机及异步电机，将背压式小机排汽引入主机回热系统或对外供热系统，采用异步电机调节轴功率替代小机进汽调门节流调节。因此，小机无节流损失，方案提高了小机的低负荷工况运行效率。启动阶段，异步电机为电动机型式，简化了引风机启动条件，取消了小机启动汽源；汽动、电动互为备用，也可同时使用，可靠性高2,6。2.3.2技术方案考虑到江苏某电厂现有供热要求，使用抽背式小机，小机抽汽连接至对外供热系统，小机排汽回至主机的六抽管道。一台小机抽汽流量为20 t/h，一台机组两台小机的抽汽流量共40 t/h。汽电双驱引风机设备系统按轴系布置依次为小汽机、可离合式定速比齿轮箱、电动/发电机（异步）、引风机6。汽电双驱引风机方案如图3所示。启动时，异步电机直接带动引风机工作，小汽机和异步电机经离合器分离。小汽机升到离合器设定转速后，离合器自动使小汽机与异步电机啮合，由小汽机带动异步电机和引风机运行，异步电机转为发电机运行模式7。汽电双驱小汽机选型方案（排汽回热）如表6所示。根据哈尔滨锅炉厂的意见，确认锅炉一级再热器出口抽汽量小于180 t/h时（BMCR工况），机组可以安全稳定运行。小汽轮机最大功率为12 950 kW，考虑适当的余量，小汽机容量确定约14 000 kW。受到小汽轮机本体结构和控制的限制，无法设计为调整式抽汽，抽汽压力随机组负荷的变化而变化，65%THA工况以下，供热改由其他汽源提供。极端情况下存在完全使用异步电机驱动引风机的可能，考虑厂用电系统现有负载产生的限制，异步电机功率按照7 100 kW考虑。保证在小汽轮机脱开的情况下，异步电机能够在100%THA及以下工况独立驱动引风机8。小汽轮机排汽数据（两台小机，排汽回热）如表7所示。表6汽电双驱小汽机选型方案（排汽回热）项目冷再压力/MPa冷再温度/冷再流量/(t/h)背压/MPa风机转速/(r/min)风机功率/kW异步电机功率/kW抽汽压力/MPa抽汽温度/抽汽流量/(t/h)汽机转速/(r/min)内效率/%机械损失/kW减速箱损失/kW排汽温度/排汽焓/(kJ/kg)小汽轮机总功率/kWTB5.4948289.00.2874510 4061 9002.61385.5205 60085.3120260154.02 77112 950BMCR5.4948289.00.287457 9714 1402.61385.5205 60085.3120260154.02 77112 950THA5.1348284.30.267456