郑州裕中能源有限责任公司,郑州,450000
摘要
为降低送风机系统阻力,挖掘节能空间,某厂针对送风系统进行了专项降阻提效改造工程,经评估降阻改造后,系统阻力大幅降低,厂用电有了较大程度的降低,折合电耗经济性较为明显,按机组年运行8000小时、上网电价0.35元/kW·h核算,改造后送风机电流降低值约为4.1~5.8A,单台机组的两台送风机年收益约为20.3~28.7万元。此节能降耗提升方案与经济性评估方法可为同类型机组参考借鉴。
关键词 送风机 降阻 提效 收益
1概述
某厂2×1000MW机组锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛塔式布置、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、全钢架悬吊结构。锅炉型号为SG-3100/26.15-M546,配1000MW发电机组,设计燃用新密贫煤。为降低送风机系统阻力,挖掘节能空间,某厂针对#4炉送风系统进行了专项降阻提效改造工程。
2设备参数
某厂一期工程共有两台(2×320MW)机组,锅炉是由上海锅炉厂有限公司生产的1080t/h亚临界压力中间再热自然循环锅炉、采用单炉膛、Π型、切向燃烧、露天布置、全钢架悬吊结构、平衡通风、固态排渣、机械刮板式捞渣机。
锅炉采用的制粉系统是筒式钢球磨煤机中间储仓式热风送粉系统,每台炉由四套制粉设备组成,两套制粉设备共用一个粉仓,每套制粉设备有磨煤机,排粉机,给煤机,粗粉分离器,细粉分离器及相关风门,筛子,木屑分离器,锁气器等。干燥介质采用热二次风。磨煤机入口设有冷风门,排粉机出口乏气作为三次风喷入炉膛,另外在排粉机出口至磨煤机入口设有再循环风。
3提效方案
拆除了送风机进口消音器前原有的“屋脊式”挡雨板,在送风机进口消音器前加装了椎体弧形板,同时将原有的矩形进风口改为弧形翻遍式进风口。
3经济性分析方法
在进行改造前后节能量估算时,需要排除氧量、空预器堵塞程度变化的干扰,根据风机原理,在不考虑风机效率变化的情况下,上述干扰存在时会造成送风机和引风机电流的同方向、同比例的变化。并按送风机运行期间,改造前后耗电统计值进行对比分析,挖掘系统改造后,送风机节能经济性。
4经济性分析
4.1 7月份送风机耗电同比分析
根据2020年7月份及2021年7月份的机组运行数据,计算送风风机电流同比变化值,结果如下表所示。
表1 7月份送风机同比电流变化值计算
项目 | 单位 | 2020年7月 | 2021年7月 | 备注 |
机组负荷率 | % | 79.47 | 73.57 | △=5.90 |
送风机耗电量 | 万kW·h | 163.7456 | 149.7388 | |
引风机耗电量 | 万kW·h | 569.2944 | 541.1600 | |
运行小时数 | h | 24*30 | 24*30 | |
风机电机电压 | V | 6000 | 6000 | |
送风机数量 | - | 2 | 2 | |
功率因数 | - | 0.83 | 0.83 | |
单台送风机月平均电流 | A | 131.83 | 120.56 | ↓ |
单台引风机月平均电流 | A | 458.35 | 435.70 | ↓ |
送风机电流同比变化值 | - | 下降11.3A | ↓ | |
送风机电流变化比例 | - | 下降8.6个百分点 | ↓ | |
引风机电流同比变化值 | - | 下降22.7A | ↓ | |
引风机电流变化比例 | - | 下降4.9个百分点 | ↓ |
在月度(7月份)负荷率略有不同的前提下,#4锅炉送风机运行电流同比下降11.3A,送风机电流同比下降8.6个百分点;引风机运行电流同比下降22.7A,引风机电流同比下降4.9个百分点。引风机同比电流下降,则送风机同比电流也会相应下降,考虑造成引风机、送风机电流同步下降的干扰因素,7月份送风机实际同比电流降低幅度应为3.7个百分点,则在机组负荷率为74%的情况下,送风机的电流降低值约为4.9A。
4.2 10月份送风机耗电同比分析
项目 | 单位 | 2020年10月 | 2021年10月 | 备注 |
机组负荷率 | % | 72.22 | 71.25 | △=0.97 |
送风机耗电量 | 万kW·h | 124.6936 | 120.3596 | |
引风机耗电量 | 万kW·h | 473.1536 | 483.8992 | |
运行小时数 | h | 24*30 | 24*30 | |
风机电机电压 | V | 6000 | 6000 | |
送风机数量 | - | 2 | 2 | |
功率因数 | - | 0.83 | 0.83 | |
单台送风机月平均电流 | A | 100.39 | 96.90 | ↓ |
单台引风机月平均电流 | A | 380.95 | 389.60 | ↑ |
送风机电流同比变化值 | - | 下降3.5A | ↓ | |
送风机电流变化比例 | - | 下降3.5个百分点 | ↓ | |
引风机电流同比变化值 | - | 上升8.7A | ↑ | |
引风机电流变化比例 | - | 上升2.3个百分点 | ↑ |
根据2020年10月份及2021年10月份的机组运行数据,计算送风风机电流
表2 10月份送风机同比电流变化值计算
在月度(10月份)负荷率基本相同的前提下,#4锅炉送风机运行电流同比下降3.5A,送风机电流同比下降3.5个百分点;引风机运行电流同比上升8.7A,引风机电流同比上升2.3个百分点。引风机同比电流上升,则送风机同比电流也会相应上升,考虑造成引风机、送风机电流上升的干扰因素,10月份送风机实际同比电流降低幅度应为5.8个百分点,则在机组负荷率为72%的情况下,送风机的电流降低值约为5.8A。
4.3 多月份累计送风机同比耗电分析
现将改造前2020年的7、8、9、10、11五个月的送风机、引风机耗电量进行累加,将改造后2021年的7、8、10、11四个月(9月机组停运,不参与累加)的送风机、引风机耗电量进行累加,估算送风机的电流变化值,结果如下:
表3 多月份送风机同比电流变化值计算
项目 | 单位 | 2020年5个月累计 | 2021年4个月累计 | 备注 |
机组负荷率 | % | 71.6 | 70.9 | △=0.7 |
送风机耗电量 | 万kW·h | 647.2836 | 530.6372 | |
引风机耗电量 | 万kW·h | 2359.3904 | 2008.8560 | |
运行小时数 | h | 151*24 | 121*24 | |
风机电机电压 | V | 6000 | 6000 | |
送风机数量 | - | 2 | 2 | |
功率因数 | - | 0.83 | 0.83 | |
单台送风机月平均电流 | A | 103.54 | 105.92 | ↑ |
单台引风机月平均电流 | A | 377.40 | 401.00 | ↑ |
送风机电流同比变化值 | - | 上升2.4A | ↑ | |
送风机电流变化比例 | - | 上升2.3个百分点 | ↑ | |
引风机电流同比变化值 | - | 上升23.6A | ↑ | |
引风机电流变化比例 | - | 上升6.3个百分点 | ↑ |
在多月度(累计)负荷率基本相同的前提下,#4锅炉送风机运行电流同比上升2.4A,送风机电流同比上升2.3个百分点;引风机运行电流同比上升23.6A,引风机电流同比上升6.3个百分点。引风机同比电流上升,则送风机同比电流也会相应上升,考虑造成引风机、送风机电流同步上升比例不一致的干扰因素,多月份送风机实际同比电流降低幅度应为4.0个百分点,则在机组负荷率为71%的情况下,送风机的电流降低值约为4.1A。
在上述估算中,多月度(累计)改造前后运行小时数不一致,可能会使估算结果存在一定的误差,10月份机组负荷率、运行小时数基本相同,估算结果相对精确。根据上述估算情况,在机组负荷率为70%的情况下,改造后送风机的电流降低值约为4.1~5.8A。
5结论
按机组年运行8000小时、上网电价0.35元/kW·h核算,改造后送风机电流降低值约为4.1~5.8A,单台机组的两台送风机年收益约为20.3~28.7万元。
参考文献
[1]火力发电厂引风机出口烟气系统流场优化研究及应用[J]. 李东民,张贞,逄绍健. 华电技术. 2018(07)
[2]数值模拟在电站锅炉烟风道优化设计中的应用[J]. 赵晴川,郝军,李洪泉,张晓伟. 锅炉技术. 2014(06)
[3]600MW空冷机组锅炉烟风道优化设计分析[J]. 李江波,贾绍广. 河北电力技术. 2010(05)