华能海门电厂引风机小机技术研究及应用介绍.ppt

1、华能海门电厂曾比集团2011年5月，华能海门电厂正式投产。华能海门电厂是华能电力有限公司下属的第二座1000兆瓦装机容量的电厂，位于广东省汕头市海门镇美丽的海湾。一期设计建设41036兆瓦超超临界燃煤机组，二期设计建设21036兆瓦超超超临界燃煤机组。这是中国第一个采用海水脱硫的电厂，占地面积最小，单位面积绿化率最高。3号机组是中国第一个百万机组使用小型汽轮机驱动引风机。综合厂用电率降至3.1%，经济效益明显。美丽的电厂外观，本文主要介绍以下内容：1 .引风机由小型汽轮机2驱动的想法。小型汽轮机驱动引风机的主要节能点。引风机小汽轮机4的系统配置。引风机-小汽轮机轴系的设计方案特点及技术创新。引

2、风机-小汽轮机6控制方案特点及技术创新。风扇RB 7的控制策略。实际应用。首先，引风机由一个小型涡轮机驱动。首先，引风机由一个小型涡轮机驱动。随着节能要求的不断提高，燃煤电厂的容量越来越大，锅炉引风机的容量也越来越大；锅炉岛、脱硝、脱硫系统的一体化使得引风机和脱硫增压风机的合并成为可能，引风机的容量需求也变大，这使得小机驱动引风机的优势更加突出。引风机由电机驱动，电机启动电流大，给厂用电系统带来很大的不稳定性。首先，引风机由一个小型涡轮机驱动。在各电厂引风机和增压风机一体化的成功实例中，引风机和增压风机组合后，厂用电率可降低0.20.3%左右，将电机驱动改为小汽轮机驱动可大大降低厂用电率；国内

3、小型汽轮机的运行经验非常成熟。汽轮机稳速调节使风机在不同负荷下高效运行，大大提高了风机的运行效率，降低了机组能耗，有效降低了供电煤耗。第一，引风机由小汽轮机驱动，这是数百万超超临界发电设计技术的创新和节能效益的提高。2009年，华能海门电厂、华能股份有限公司、海门电厂和广东省电力设计研究院先后提出了“百万机组引风机小汽机驱动技术研究与应用”项目。二是利用小型汽轮机驱动引风机的节能要点。1.在深度节能减排和节能调度的背景下，引风机小汽机驱动技术可以大大降低厂用电消耗率，显著提高并网功率消耗；在电厂商业化运营阶段，年利润可增加961万元，增加的投资可在3.8年内收回。节能和显著的经济性。2.小汽轮

4、机转速稳定，引风机在低负荷段高效区稳定，风机效率高达88%，大大降低了厂用电消耗率，节能效果明显。比较不同驱动方式下引风机的效率和轴功率，并比较小汽轮机驱动、电机驱动和电机驱动后的风机效率，增加集成度。3.它可以避免超大功率电机启动和辅助母线电压大幅下降引起的厂用电安全问题，彻底消除最大电机启动时启动电流对厂用电系统的严重影响。4.小汽轮机代替电机驱动引风机，减少4台大功率电机，减少电力驱动的两级能量转换。辅助功率消耗率从组合风扇前的4.219降低再热器后获得的汽源可取自汽轮机中压缸和低压缸之间。综合考虑，小汽轮机的正常汽源取自第四级抽汽。1号和2号机组的辅助蒸汽作为启动蒸汽的蒸汽源。3.冷凝

5、器设置：两台小型机器的冷凝器共用一套真空系统，冷凝器可以单向运行。此时，引风机的小汽轮机可运行80个负荷(额定背压为5.7kpa)。4.凝结水设置：一台引风机小汽轮机配有两台立式恒速凝结水泵，一台运行，一台备用。引风机机组的凝结水管道由凝结水泵增压后接入主机冷凝器回收。冷凝器冷却水回流管与虹吸井相连。5.小型背压式汽轮机需要考虑的安全问题。小汽轮机采用背压式，损失了小汽轮机的冷源损失，尾汽可以利用，效率大大提高。但背压式小汽轮机必须解决机组跳闸后备用蒸汽消失的问题，必须有可靠的备用蒸汽源(参数较高)，以提供机组跳闸后小汽轮机供汽源消失的危险工况，避免两台引风机跳闸。4.引风机-小汽轮机轴系设计

6、方案的特点及技术创新：1.轴系设计创新点：引风机与小汽轮机通过齿轮箱连接，小汽轮机与齿轮箱通过膜片联轴器连接(海门3号机组采用国产两级变速齿轮式，变速比7.3)，联轴器与两级变速“柔性连接”，这是国内引风机的第一次驱动。2.变速箱的设计是创新的。变速箱采用水平布置、平行轴、双螺旋齿、渐开线和硬齿面。减速器加工精度：ISO1328(最新版)，5级，一级减速传动效率：98.5%，二级减速传动效率：96%。在初步设计阶段，根据引风机厂提供的引风机冷态安装数据，杭州汽车厂确认引风机在冷态安装时会产生22000牛顿的轴向拉力和30000牛顿的轴向端径向力。变速箱低速轴轴承将承受这两种力。齿轮箱的设计方案

7、是低速轴径向轴承内径为260毫米，推力轴承推力面直径为360毫米。经过计算，齿轮箱可以承受引风机冷安装时的轴向力和径向力。2.齿轮箱的设计具有创新性，但随着设计的深入，风力发电机组工厂确认3号机组联轴器作用在齿轮箱低速轴上的径向外力为4.257吨，轴向张力为2.2吨。根据这些参数，3号机组齿轮箱原设计轴承比压约为3.3N/mm22.45 N/mm2(允许比压)，不能满足设计要求。如果重新设计原有的轴承结构，只能通过改变低速轴的尺寸和变速箱的结构来满足要求。经过讨论、分析和计算，新结构轴承(错位轴承)的比压约为2.3 N/mm22.45 N/mm2，满足设计要求。3.轴系振动计算的创新成功解决了

8、滑动轴承和滚动轴承共存于同一轴系的轴系振动计算问题：轴系扭振和弯曲振动由杭州汽车厂根据引进的西门子振动计算程序获得，轴系振动分析结果如下：(1)汽轮机转子(单轴)不平衡响应分析符合API612标准的相关技术要求；(2)汽轮机齿轮箱高速轴振动分析符合API612标准要求；(3)全轴系统扭振计算结果：2.3赫兹(对应引风机转速139.7转/分)，不在风机正常工作转速范围内，避免了小机800转/分的暖机转速(对应风机转速109.1转/分)。(4)低速轴系(风机侧)弯曲振动的计算，因为风机制造商很难控制系统将测量的负压与控制系统中的设定值进行比较，通过控制系统中的比例积分环节等调试电路，发出信号控制风

9、机导叶的开启或小汽轮机的转速，以保持炉膛负压的稳定。实现了机组启(停)全过程的引风机自动控制和炉膛负压自动调节功能。负压调节全过程有两种基本控制模式，即静叶自动调节和小机转速自动调节，包括启动(停机)时控制模式的自动无扰动切换。模式切换和自动切换的过程如下：在风机启动过程中，引风机的小汽轮机将自动加速到小机2800转/分的最小遥控最小速度，炉膛负压将通过风机导叶的开启自动控制。随着锅炉负荷的增加，要求引风机的出力增加，在导叶自动控制回路的作用下，导叶的开度将逐渐增加到70%。之后，导叶自动控制回路将自动切至手动，导叶最终开度将自动超过单位负荷对应的经济开度(这是负荷的经验函数)；同时，相应风机

10、和小汽轮机的速度控制回路自动切换到自动控制模式，炉膛负压由速度自动回路自动控制，从而实现机组启动过程中引风机的整体自动控制功能。在机组停机过程中，引风机的出力需要逐渐减小，导叶自动控制回路和速度自动控制回路的自动切换过程正好与启动过程相反，从而实现了停机过程中引风机的全自动控制。3。实现了在辅机故障的RB特殊工况下快速调节炉膛负压的功能。控制电路考虑了定子叶片快速辅助调节的设计，增加了引风机导叶快速快速调节电路，以快速响应机组故障工况下炉膛负压系统的大扰动；4.实现机组跳闸时快速调整炉膛负压的功能，并考虑设计一个快速调整电路来降低引风机的出力，以快速响应机组故障情况下炉膛负压系统的扰动，从而快

11、速响应机组故障情况下炉膛负压系统的大扰动，并保证引风机不甩负荷；6.风扇RB的控制策略，6。风机RB的控制策略，小型机引风机的输出有一个特点，即小型机驱动产生的转矩响应不如电驱动快。当风机RB出现时，增加静叶片开度后，小机出力增加的速度没有电机快，导致运行中的送风机快速增加，运行中的引风机响应延迟，炉膛压力正压在短时间内升高，严重危及锅炉安全。控制回路中充分考虑了引风机的输出响应速度，DCS指令速率提高到4050转/分，MEH指令的偏差手动提高到1500转/分。通过实验，有效地解决了小型计算机跟踪不足的问题。六.风机RB控制策略，风机RB过程曲线：VII。实际应用中，引风机小汽轮机驱动技术已在

12、华能海门电厂一期工程3号机组投入使用，该系统于2010年11月投入运行，已运行半年左右。该设备运行安全可靠，连续运行正常，节能效果明显，达到了设计优化的目的。该技术技术竞争力强，具有很大的应用和推广价值，能带来良好的技术和经济效益。1、引风机小汽轮机、引风机小汽轮机、引风机小汽轮机密封盖、引风机小汽轮机供汽管、循环冷却风道甲、乙引风机之间。经济效益的计算依据：1)多发电年收入：电动引风机所需的输出功率*售电价格(不含税价格：0.4309元/千瓦小时)；三种负荷下的发电量分别按1036兆瓦、777兆瓦和518兆瓦计算，2)年差收益比较，(1)100%全热分析，(2)年差收益比较，(1)75%全热

13、分析，(2)年差收益比较，(1)50%全热分析，不同负荷下的运行时间组合和电动引风机。发电煤耗增加，发电成本增加：(1)不同驱动方式的运行经济性对比分析；(2)不同负荷下运行时间的组合和热耗的增加对应煤耗和发电成本的增加(标准煤价900元/吨)；(3)生产和维护成本增加。两台引风机及相应配套系统的年运行维护费用约为50万元。结论：小型汽轮机驱动的引风机每年可创造更多利润=1-2-3=961.1万元。4.投资比较；1)两方案投资差额计算，增加投资：18302/961.1=3.8年回收；8.结论：1 .与电驱动相比，汽轮机驱动引风机增加了发电的热耗和煤耗，降低了厂用电消耗，增加了网上用电消耗，二者相互抵消，经济效益