第36卷第3期2021年6月
Vol.36No.3
Jun.2021电力学报
JOURNAL OF ELECTRIC POWER
文章编号：1005-6548（2021）03-0278-06中图分类号：TK223.26文献标识码：B学科分类号：47040 DOI：10.13357/j.dlxb.2021.034开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
贺雷
（山西大唐国际运城发电有限责任公司发电部，山西运城044602）
摘要：为适应电网供给侧改革，运城发电公司进行了灵活性调峰改造，目前1#、2#机组已能在30%THA负荷工况下安全稳定运行。但是，在30%THA负荷深度调峰时，随着煤量、风量和烟气量的减少，各风机运行工况点易偏离高效点、运行效率降低，风机电耗升高，机组厂用电率升高，导致了机组供电煤耗
升高。对机组在30%THA深度调峰工况，通过单侧风机系统运行节能性分析对此进行了深入探讨。为了验证单侧风机运行的经济性，降低机组能耗水平，以运城电厂1#、2#机组上海鼓风机厂轴流风送风机、引风机、一次风机为例，首先根据相关理论计算出单侧风机运行时的风机效率，然后利用启停机过程在相同工况下进行单侧风机运行方式试验，取得了明显的经济效益。
由试验结果可知，该方法既验证了单侧风机运行的安全性，也验证了单侧风机运行的经济性。其经验可为同类机组的运行、设计提供借鉴和参考。
关键词：燃煤机组；锅炉；深度调峰；单侧风机运行；节能
Operation Analysis of Single Side Fan of600MW Unit under
30%THA Condition
HE Lei
（Power Generation Department,Yuncheng power generation Co.,Ltd.,Shanxi Datang International,Yuncheng044602,China）
Abstract：In order to adapt to the power grid supply side reform,Yuncheng Power Generation Comp
any has car‑ried out the flexible peak shaving transformation.At present,the1#and2#units have been able to operate safely and stably under the load condition of30%THA.However,during deep peak load regulation of30%THA, with the reduction of coal,air volume and flue gas volume,the operating point of each fan is easy to deviate from the high efficiency point,the operating efficiency is reduced,the power consumption of the fan is increased,and the auxiliary power consumption rate of the unit is increased,resulting in the increase of power supply coal con‑sumption of the unit.To solve this problem,the deep discussion on the operation of single side fan when the unit is in30%THA deep peak shaving condition was put forward.In order to verify the economy of single side fan operation and reduce the energy consumption level of the unit,the axial flow forced draft fan,induced draft fan and primary fan of Shanghai blower works of Yuncheng Power Plant are taken as examples.Firstly,the fan effi‑ciency of single side fan is calculated according to the relevant theory.And then the operation mode test of single side fan is carried out under the same conditions by using the start-up and shutdown process,and obvious eco‑nomic benefits are obtained.The test results showed that,the method not only verifies the safety of one side fan operation,but also verifies the economy of one side fan operation.The experience could provide reference for the ＊收稿日期：2021-05-30
作者简介：贺雷（1981—），男，工程师，从事电厂锅炉运行方面的工作，blizzard_。
引文格式：贺雷.600MW机组30%THA工况下单侧风机运行情况分析［J］.电力学报，2021，36（03）：278-282，290.
DOI：10.13357/j.dlxb.2021.034.
279第3期贺雷：600MW机组30%THA工况下单侧风机运行情况分析
operation and design of similar units.
Key words：coal-generating unit；boiler；deep peak regulating operation；single side fan operation；energy conser‑vation
0前言
近年来，山西省内发电总装机容量已突破1亿kW·h，其中新能源发电机组装机容量占比超过30%，火电机组平均利用时间（单位为小时）逐年下降［1］。600MW及以上的大容量机组为了适应电力形式的需要，承担起了电网调峰甚至深度调峰的责任。运城发电有限责任公司1#、2#锅炉也进行了灵活性
调峰改造，但由于30%THA负荷深度调峰时锅炉效率下降、厂用电率升高，机组供电煤耗大幅升高，造成公司经营困难。根据2019年度全国火电机组能效对标及竞赛资料数据，对于600MW机组，仅一次风机、送风机、引风机3项耗电率，就达到1.37%，占生产厂用电率的30%左右。所以火电厂风机的安全经济运行，直接关系到电厂综合煤耗的降低。随着电力市场的竞争对火电机组设备、系统的经济性要求不断提高，传统单一的运行方式已经满足不了节能降耗的要求。火力发电企业采取各种手段，极大限度寻求低能耗、高效的机组运行方式，通过对运行方式的优化，提高设备的运行效率，降低运营成本，保证机组长期、安全、稳定运行［2-8］。针对此问题，本文对机组在30%THA深度调峰工况，通过单侧风机系统运行节能性分析进行探讨，在此分析的基础上，进行单侧风机运行效果试验，以进一步分析此运行方式的经济性。以实现减少风机电耗，以达到降低厂用电耗的目的，为长时间处于低负荷运行的大容量机组在节能优化方面提供参考。
1锅炉设备概述和运行
山西大唐国际运城发电有限责任公司锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进美国ABB-CE燃烧工程公司技术设计制造的亚临界、一次中间再热、单炉膛、正压直吹、四角切圆、平衡通风、干排渣、Π型半露天布置、全钢构架、悬吊结构、控制循环汽包锅炉，其型号为HG-2080/17.5-YM9。
锅炉炉膛采用平衡通风系统，设计2台50％动叶可调轴流式送风机，2台50％双级动叶可调轴流式一次
风机，2台50％动叶可调轴流式引风机。锅炉采用冷一次风、正压直吹式制粉系统，每台机组配置6台ZGM113G型中速磨煤机，6台电子称重式皮带给煤机（5台运行，1台备用），设计煤粉细度R90取20％。燃烧器采用四角切圆布置，每角燃烧器共有22层喷口，每个喷嘴均有独立风室，风室进口处设有风门档板。其中一次风喷口6层、二次风喷口14层、贴壁风喷口2层。每组燃烧器配有摆动机构，燃烧器为垂直浓淡型直流燃烧器，最大摆角为±30°。2012年超低排放燃烧器改造增加SOFA燃尽风，每角分4层。SOFA燃尽风摆角可上下左右摆动，SOFA燃尽风反切，水平左右摆动12°。一次风管道中采用“百叶窗”式的煤粉浓缩器，喷口内装有分隔钝体。切圆直径为Φ内径=1458mm、Φ外径=1882mm。
锅炉燃用陕西建新煤与山西市场煤混煤，热值为16MJ/kg~18MJ/kg，干燥无灰基挥发18%~34%，煤质波动较大。燃油系统采用二级高能点火装置，单台炉布置2层共8支可伸缩式油，油采用机械雾化喷嘴，设计油最大出力15％BMCR，并在A磨煤机出口四个角燃烧器中装设了等离子点火装置。
运城发电公司2018年深度调峰改造完成后，机组负荷率整体偏低，深度调峰时间逐年增加。2019年1#机组负荷率为61.35%，2#机组负荷率为64.03%，1#机组运行时间为1850h，2#机组运行时间为3112h；其中进行30%THA深度调峰，1#机组运行时间为135h，2#机组运行时间为184h。2020年1#机组负荷率为59.24%，2#机组负荷率为65.95%，1#机组运行时间为2533h，2#机组运行时间为4262h；其中进行30% THA深度调峰，1#机组运行时间为244h，2#机组运行时间为741h，2#机组的深度调峰时间达到了机组运行小时的17%。由此可见，30%THA深度调峰工况为今后机组运行的常规
运行方式，研究30%负荷深度调峰下单侧风机运行方式是十分必要的。
第36卷电力学报2
单侧风机系统运行节能性分析2.1一次风机停运工况分析
单台一次风机运行工况点（流量61m³/s ，比压能［2］6169J/kg ）在图1（单位质量风流的总能量，即比压能、位能及动能总和为常量，是风机全压升与风机入口介质密度的比值。其中比压能就是图1的纵坐标，也叫比功。）中显示为“×”，此时风机效率69%；双台一次风机运行工况点（流量30.5m³/s ，比压能6184J/kg ）在图1中显示为“△”，此时风机效率为47%。双台一次风机运行效率较单台一次风机运行效率约降低22%。按机组正常运行时，双台一次风机运行电流之和为194A 计算，而单台一次风机运行时的电流约降低42.6A ，则每天约节能9031kW⋅h 。
2.2送风机停运工况分析
单台送风机运行工况点（流量226m³/s ，比压能623J/kg ）在图2中显示为“×”此时风机效率为38%；双台送风机运行工况点（流量113m³/s ，比压能889J/kg ）在图2中显示为“△”，此时风机效率为29%。双台送风机运行效率较单台送风机运行效率约降低9%。按双台送风机电流和为94A 计算，单台送风机运行时电流约下降8.5A ，则每天约节能1802kW⋅h
。
图1
一次风机特性曲线Fig.1Characteristic curve of primary air
fan
图2
送风机特性曲线Fig.2Characteristic curve of forced draft fan
280
第3期贺雷：600MW 机组30%THA 工况下单侧风机运行情况分析2.3引风机停运工况分析
单台引风机运行工况点在图3中显示为“×”，风机效率64%（流量425m³/s ，比压能3983J/kg ）；双台引风机运行工况点在图3中显示为“△”，风机效率为60%（流量212m³/s ，比压能3538J/kg ）。由此可知，双台引风机运行效率较单台引风机运行效率约降低4%。按180MW 双台引风机电流之和为490A 计算，单台引风机运行时电流约下降约19.6A ，则每天约节能4155kW⋅h 。
因此，通过理论分析，在机组负荷180MW 时，单侧风烟系统运行一次风机、送风机、引风机每天可节能总计为15000kW⋅h 。按0.3元/（kW⋅h ）计算，每个机组每天约节省运行成本4500元。若低负荷运行时间长，则其经济性可能更加明显。
3单侧风机运行效果试验
为验证180MW 负荷下单侧风机运行的经济性，利用2#机组启动及1#机组停运的工作状态，对这两个
机组分别进行了单侧引、送风机工况和单侧风机运行工况的试验，对单侧风机运行的经济性进行验证。
3.12#炉实际运行效果
2020年5月6日2#机组启动时先运行一台送风机、引风机和一次风机，在保证总风量1160t/h ，一次风量270t/h ，二次风量890t/h ，炉膛负压65Pa 的情况下，再启动一台送风机和引风机，保持上述参数一致的情况下对比单侧引、送风机运行时风机电流与双侧风烟系统。试验结果显示（见图4、图5），单侧引、送风机运行时，送风机电流为63A ，引风机电流为514A ；双侧引、送风机运行时，送风机电流为95A ，引风机电流为498A 。由此可知，单侧引风机运行较双侧引送风机运行电流增加16A ，单侧送风机运行电流较双侧送风机运行电流减少32A ，实际结果每日节能约3392kW⋅h 。
3.21#炉实际运行效果
2020年5月8日，利用1#机组停运，进行了单侧风烟系统试验。试验结果显示（见图6、图7），单侧风机运行时，送风机电流为66A ，引风机电流为468A ，一次风机电流为180A ；双侧风机运行时，送风机电流为96A ，引风机电流为460A ，一次风机电流为188A 。试验结果显示，单侧风烟系统运行较双侧风烟系统运行，送风机运行电流减少30A ；引风机运行电流增加8A ；一次风机运行电流减少8A ，实际结果每日节能约6360kW⋅h
。
图3
引风机特性曲线Fig.3Characteristic curve of induced draft fan
281
第36卷
电力学报4结论
通过相同工况下风机能耗的对比试验表明，600MW 机组在30%THA 工况下运行单侧引、送、一次风机的运行方式，不仅能保证机组安全稳定运行，也可以使风机在低负荷阶段运转在高效区，以降低厂用电率，实现节能降耗的目标，具有明显的经济效益。该运行方式在火电机组的成功应用，为今后深度调峰工况下的节能工作提供一种新的选择。
参考文献：
［1］苟伟，刘扬志，谭先明.300MW 机组低负荷工况单侧引、送风机运行实践［J ］.热力发电，2002，31（2）：42-43，58-70.
GOU Wei ，LIU Yang -zhi ，TAN Xian -ming.Practice of Putting Single Side Induced and Forced Draft Fans of 300MW Unit into Operation under Low Load Condition ［J ］.Thermal Power Generation ，2002，31（2）：42-43，58-70.
（下转第290
页）
图4
2#机组单侧引、送风机运行Fig.4Operation of single side induced draft fan and forced draft fan of unit 2
#图52#机组双侧引、送风机运行
Fig.5Operation of two side induced draft and forced draft
fans of unit 2
#图6
1#机组单侧引、送风机运行Fig.6Operation of single side induced draft fan and forced draft fan of unit 1
#图71#机组双侧引、送风机运行Fig.7
Operation of single side induced draft fan and forced draft fan of unit 1#
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