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摘要：结合330MW机组锅炉小风源设置的特点，针对稀释风机与火检冷却风机振动大、能耗大、易故障等问题，我公司于2016年利用超净排放改造机会，用冷一次风替代锅炉稀释风与火检冷却风对锅炉小风源进行了优化改造，让2台炉8台脱硝稀释风机退出运行，并且针对改造后效果进行了安全性和经济性分析，发现改造后不仅能够满足稀释氨气与冷却火检的需求，而且能够有效的达到节能效果。
关键词：冷一次风；锅炉小风源；替代；节能
引言
锅炉小风源系统是发电厂重要的组成部分。目前全国发电厂脱硝系统一般采用选择性催化还原脱硝工艺，均设置有脱硝稀释风机，并且锅炉均设置有火检冷却风机，此外还有如等离子火检冷却风机、磨煤机密封风机等，这些锅炉小风源风机均不同程度出现因锅炉台板问题造成的振动大、故障率高、耗能高等问题，锅炉小风源风机性能的优劣以及运行的稳定性，直接影响到了锅炉的安全性与经济性。
1 锅炉小风源系统概述
1.1 锅炉小风源系统设置
我公司为2×330MW亚临界机组，锅炉采用型号为SG-1117/17.5-M749的上海锅炉厂有限公司制造的亚临界、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固体排渣、半露天布置、全钢架结构、全悬吊结构、“π”型布置汽包锅炉，锅炉配套装设SCR脱硝系统与火检冷却系统。
脱硝系统的反应器设置在省煤器出口与空预器之间，采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，每台锅炉设置两个反应器，公用系统制备的氨气输送至炉前，通过混合器与稀释风机混合稀释后进入烟道，稀释风通过烟道内的涡流混合器与烟气进行充分、均匀的混合后进入反应器，在催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。每台锅炉的两个反应器分别设置2台100%的离心式稀释风机，布置在锅炉25m脱硝平台一层，设计压力4.5kPa，流量1400Nm?/h，功率5.5kW，一用一备，分别用于两台SCR反应器的氨与空气的混合。
火检冷却系统是锅炉FSSS系统的重要组成部分，它能够防止火检检测器探头的高温损坏，也能够防止煤烟、煤灰等杂质在火检探头前结焦。每台锅炉设置2台100%容量的离心式火检冷却风机，布置在锅炉12.6m平台，设计压力7.0kPa，功率15kW，一用一备，为锅炉煤、油燃烧器的火焰检测器探头提供冷却风，也为工业电视摄像头等电子元件提供冷却风。
1.2 锅炉小风源系统存在的缺点
存在振动大、噪声大问题。由于稀释风机与火检冷却风机底部均为钢梁结构基础，风机与电机台座均设置在钢梁台板上，因此运行中风机或电机的振动容易传到在台座上，引起局部共振，造成风机振动过大；由于锅炉小风源风机均为高速离心式风机，所以运行中会产生很大的噪声。
检修维护费用高。由于锅炉小风源风机均设置在环境较差粉尘较多的锅炉侧，长期运行易造成叶片磨损，轴承损坏的问题，因此检修维护费用较高。
厂用电率高。稀释风机每年耗电量为12.7万kWh，火检冷却风机每年耗电量为26万kWh。
2 改造方案
2.1 改造原则
当锅炉冷态启动或者停止过程中，锅炉小风源风机正常运行，与原运行方式相同，以确保锅炉的正常启停。
当机组正常运行时，脱硝稀释风与火检冷却风由冷一次风提供，稀释风机与火检冷却风机做备用，如果出现一次风机跳闸或稀释风、火检冷却风量不足时，风机立即启动，确保环保参数正常与火检探头安全。
2.2 具体方案实施
2016年我公司利用两台炉超低排放改造机会，分别对#1、#2炉的稀释风、火检冷却风进行了改造。
2.2.1 脱硝稀释风改造方案
将冷一次风母管开孔，引一管道至稀释风机母管，中间加装2个手动门与逆止门，改造后系统如图1所示；
2.2.1 火检冷却风改造方案
将冷一次风母管开孔，引一管道至火检冷却风母管，中间加装1个手动门、1个电动门与逆止门，改造后系统如图2所示；
3 安全性分析
#1、#2炉冷一风替代稀释风分别于2016年7月11日、11月24日投入运行，改造效果良好，改造前后数据见表1。
改造后稀释风压为5kPa，能够满足设计值4.5kPa，稀释风量为3000Nm?/h，能够满足设计值1400Nm?/h，稀释风压及稀释风量完全能够满足要求，两台炉共8台稀释风机均退出运行，投入备用，极大的提高了系统的可靠性与安全性。
#1、#2炉冷一次风替代火检冷却风分别在2017年4月、6月火检风机停运检修过程中投入运行，改造后数据见表2。
改造后火检冷却风母管风压9kPa，能够满足设计压力7.0kPa的需求，为保证火检冷却风机在一次风机跳闸或者冷却风量低时能快速启动，以及火检冷却风在一次风调整时的稳定性，因此冷一次风完全替代火检冷却风还未完全实现，目前逻辑正在进行进一步的优化。
并且稀释风用量与火检冷却风用量仅为一次风风量的3%，完全在一次风机的裕量范围内，对风烟系统影响极小。
4 经济性分析
冷一次风替代锅炉小风源改造投入成本低，投资费用约2.5万元，改造后节能效果明显，改造后经济指标见表3。
冷一次風替代稀释风机投运后每年节省厂用电12.7万kWh，节省费用约4.6万元，节能量40tce/a，减排量100tco2/a；冷一次风替代火检冷却风机以及等离子火检冷却风机目前正在进行逻辑优化，待投运正常后能够节省厂用电每年26万kWh，节省费用约9.3万元，节能量80.6tce/a，减排量200.9tco2/a。优化改造不仅降低了厂用电率，提高经济性，而且减少了运行人员的操作量以及检修人员的维护量与维护费用。
5 结语
锅炉小风源系统是锅炉的重要组成部分，其安全稳定性关系着环保参数值正常与火检探头的安全。结合我厂锅炉小风源设置的特点，针对锅炉小风源系统的缺点，通过冷一次风替代锅炉小风源的改造，简化了系统，让原有的小风源风机作为备用，解决了其振动大、噪音大、运维费用高、厂用电高的问题，既提高了锅炉运行可靠性，又降低了厂用电率，同时降低了维护成本，同时安全性与经济效益提高明显，因此这种应用适合广泛推广。目前，我厂正在研究用冷一次风替代磨煤机密封风。
参考文献：
[1]安连锁.泵与风机[M].中国电力出版社.2008.
[2]卢权，郝剑.一次风替代脱硝稀释风机在电站锅炉上的应用.[J].节能，2013.
[3]刘策峰，李亚军，杨峰.锅炉火检冷却风机做备用的可行性分析.[J].宁夏电力，2008.
作者简介：
張志迪，男，1988年出生，热能与动力工程专业，助理工程师，现从事发电厂节能管理工作。
关键词：冷一次风；锅炉小风源；替代；节能
引言
锅炉小风源系统是发电厂重要的组成部分。目前全国发电厂脱硝系统一般采用选择性催化还原脱硝工艺，均设置有脱硝稀释风机，并且锅炉均设置有火检冷却风机，此外还有如等离子火检冷却风机、磨煤机密封风机等，这些锅炉小风源风机均不同程度出现因锅炉台板问题造成的振动大、故障率高、耗能高等问题，锅炉小风源风机性能的优劣以及运行的稳定性，直接影响到了锅炉的安全性与经济性。
1 锅炉小风源系统概述
1.1 锅炉小风源系统设置
我公司为2×330MW亚临界机组，锅炉采用型号为SG-1117/17.5-M749的上海锅炉厂有限公司制造的亚临界、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、平衡通风、固体排渣、半露天布置、全钢架结构、全悬吊结构、“π”型布置汽包锅炉，锅炉配套装设SCR脱硝系统与火检冷却系统。
脱硝系统的反应器设置在省煤器出口与空预器之间，采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，每台锅炉设置两个反应器，公用系统制备的氨气输送至炉前，通过混合器与稀释风机混合稀释后进入烟道，稀释风通过烟道内的涡流混合器与烟气进行充分、均匀的混合后进入反应器，在催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOx反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。每台锅炉的两个反应器分别设置2台100%的离心式稀释风机，布置在锅炉25m脱硝平台一层，设计压力4.5kPa，流量1400Nm?/h，功率5.5kW，一用一备，分别用于两台SCR反应器的氨与空气的混合。
火检冷却系统是锅炉FSSS系统的重要组成部分，它能够防止火检检测器探头的高温损坏，也能够防止煤烟、煤灰等杂质在火检探头前结焦。每台锅炉设置2台100%容量的离心式火检冷却风机，布置在锅炉12.6m平台，设计压力7.0kPa，功率15kW，一用一备，为锅炉煤、油燃烧器的火焰检测器探头提供冷却风，也为工业电视摄像头等电子元件提供冷却风。
1.2 锅炉小风源系统存在的缺点
存在振动大、噪声大问题。由于稀释风机与火检冷却风机底部均为钢梁结构基础，风机与电机台座均设置在钢梁台板上，因此运行中风机或电机的振动容易传到在台座上，引起局部共振，造成风机振动过大；由于锅炉小风源风机均为高速离心式风机，所以运行中会产生很大的噪声。
检修维护费用高。由于锅炉小风源风机均设置在环境较差粉尘较多的锅炉侧，长期运行易造成叶片磨损，轴承损坏的问题，因此检修维护费用较高。
厂用电率高。稀释风机每年耗电量为12.7万kWh，火检冷却风机每年耗电量为26万kWh。
2 改造方案
2.1 改造原则
当锅炉冷态启动或者停止过程中，锅炉小风源风机正常运行，与原运行方式相同，以确保锅炉的正常启停。
当机组正常运行时，脱硝稀释风与火检冷却风由冷一次风提供，稀释风机与火检冷却风机做备用，如果出现一次风机跳闸或稀释风、火检冷却风量不足时，风机立即启动，确保环保参数正常与火检探头安全。
2.2 具体方案实施
2016年我公司利用两台炉超低排放改造机会，分别对#1、#2炉的稀释风、火检冷却风进行了改造。
2.2.1 脱硝稀释风改造方案
将冷一次风母管开孔，引一管道至稀释风机母管，中间加装2个手动门与逆止门，改造后系统如图1所示；
2.2.1 火检冷却风改造方案
将冷一次风母管开孔，引一管道至火检冷却风母管，中间加装1个手动门、1个电动门与逆止门，改造后系统如图2所示；
3 安全性分析
#1、#2炉冷一风替代稀释风分别于2016年7月11日、11月24日投入运行，改造效果良好，改造前后数据见表1。
改造后稀释风压为5kPa，能够满足设计值4.5kPa，稀释风量为3000Nm?/h，能够满足设计值1400Nm?/h，稀释风压及稀释风量完全能够满足要求，两台炉共8台稀释风机均退出运行，投入备用，极大的提高了系统的可靠性与安全性。
#1、#2炉冷一次风替代火检冷却风分别在2017年4月、6月火检风机停运检修过程中投入运行，改造后数据见表2。
改造后火检冷却风母管风压9kPa，能够满足设计压力7.0kPa的需求，为保证火检冷却风机在一次风机跳闸或者冷却风量低时能快速启动，以及火检冷却风在一次风调整时的稳定性，因此冷一次风完全替代火检冷却风还未完全实现，目前逻辑正在进行进一步的优化。
并且稀释风用量与火检冷却风用量仅为一次风风量的3%，完全在一次风机的裕量范围内，对风烟系统影响极小。
4 经济性分析
冷一次风替代锅炉小风源改造投入成本低，投资费用约2.5万元，改造后节能效果明显，改造后经济指标见表3。
冷一次風替代稀释风机投运后每年节省厂用电12.7万kWh，节省费用约4.6万元，节能量40tce/a，减排量100tco2/a；冷一次风替代火检冷却风机以及等离子火检冷却风机目前正在进行逻辑优化，待投运正常后能够节省厂用电每年26万kWh，节省费用约9.3万元，节能量80.6tce/a，减排量200.9tco2/a。优化改造不仅降低了厂用电率，提高经济性，而且减少了运行人员的操作量以及检修人员的维护量与维护费用。
5 结语
锅炉小风源系统是锅炉的重要组成部分，其安全稳定性关系着环保参数值正常与火检探头的安全。结合我厂锅炉小风源设置的特点，针对锅炉小风源系统的缺点，通过冷一次风替代锅炉小风源的改造，简化了系统，让原有的小风源风机作为备用，解决了其振动大、噪音大、运维费用高、厂用电高的问题，既提高了锅炉运行可靠性，又降低了厂用电率，同时降低了维护成本，同时安全性与经济效益提高明显，因此这种应用适合广泛推广。目前，我厂正在研究用冷一次风替代磨煤机密封风。
参考文献：
[1]安连锁.泵与风机[M].中国电力出版社.2008.
[2]卢权，郝剑.一次风替代脱硝稀释风机在电站锅炉上的应用.[J].节能，2013.
[3]刘策峰，李亚军，杨峰.锅炉火检冷却风机做备用的可行性分析.[J].宁夏电力，2008.
作者简介：
張志迪，男，1988年出生，热能与动力工程专业，助理工程师，现从事发电厂节能管理工作。