汽动引风机和电动引风机并联运行控制策略

汽动引风机和电动引风机并联运行控制策略作者：郭志成胡胜林毛睿
来源：《魅力中国》2018年第20期
摘要：随着火力发电厂机组蒸汽初参数的提高、超超临界机组在国内逐渐增多。

同时，高参数、大容量机组所配辅机的容量也随之增大。

常规配置中，引风机均采用电动机驱动，电机容量增大后带来了厂用电增加、启动电流大，厂用电电压等级需要提高等问题。

近年来，引风机采用小汽轮机驱动被越来越多的电厂采纳。

本文针对国内某电厂超超临界机组汽动引风机和电动引风机运行控制策略进行探讨。

关键词：汽动引风机；电动引风机；并联运行
一、综述
该工程为2×660MW超超临界机组设计两台50%容量汽动引风机和一台30%容量电动引风机，电动引风机与A汽动引风机共用进出口烟道，带脱销系统，脱硫未设增压风机，。

汽动引风机 G158/305型；静叶可调轴流风机；风量520.66 m3/s；全压9960Pa；转速990r/min。

电动引风机 AN35e6（V19+4°）型；静叶可调轴流风机；风量486.2m3/s；全压4820Pa；转速585r/min。

电动引风机与汽动引风机压头差距较大，引风机系统未设流量测点，靠烟气压力测点和电动引风机电流调整并列运行比较困难，并列运行后调整出力也存在较大风险。

建议引风机运行方式：
（1）直接采用两台汽动引风机同时启动的方式（机组带大负荷后并风机也存在一定风险）；
（2）先启动电动引风机进行锅炉点火，再启动B汽动引风机，将电动引风机负荷倒到B 汽动引风机上，然后停电动引风机，启动A汽动引风机，并列两台汽动引风机运行。

不建议引风机运行方式：
（1）长时间保持电动引风机与汽动引风机并列运行；
（2）电动引风机与A汽动引风机并列运行。

以下统一将“电动引风机”和“汽动引风机”分别简称为“电风机”和“汽风机”。

二、风机控制策略
1.启动汽风机时，保持静叶关闭，引风机汽轮机2800r/min，定速后联开入口挡板；引风机汽轮机转速大于3000r/min切遥控即可投入转速自动，引风机静叶开度大于20%后即可投入静叶自动，两种自动控制方式不能同时投入。

2.锅炉启动和升负荷时，汽风机前期转速手动状态保持3000r/min不动，靠静叶自动调节炉膛压力，随着负荷升高引风机静叶开度达到80%后切除自动保持当前开度，投入汽风机转速自动控制，继续升负荷时通过转速自动调节炉膛压力；锅炉降负荷时，前期汽风机静叶手动状态保持开度80%不动，靠转速自动调节炉膛负压，随着负荷降低引风机逐步降低至3000r/min 后切除自动保持转速不动，投入汽风机静叶自动控制，继续降负荷时通过静叶自动调节炉膛压力。

3.两台汽风机并列运行时，应同时切换自动控制方式（转速自动或静叶自动），避免出現一台风机转速自动控制而另一台静叶自动控制。

4.引风机一电一汽组合运行只作为临时状态，机组负荷不宜大幅变动；两台引风机入口联络门保持关闭，便于观察风机入口压力变化情况。

机组负荷变化时，调整两台风机出力时始终保持两台风机入口压力一致，同时密切关注电风机电流，保持电流不出现剧烈波动。

引风机一电一汽组合运行时的调节方式：
（1）将汽风机转速保持在一个恒定的数值（通过试验得出汽风机在某一转速下风压特性与电风机相接近），同时调节一电一汽两台风机的静叶来维持炉膛负压；
（2）将汽风机静叶开度保持在80%不动，投入转速自动调节炉膛负压，电风机静叶根据风机电流和入口负压等参数，跟随汽风机进行调解，始终维持电风机带出力即可。

5.机组运行中需要停运B引风机时（设想保留A引风机），将机组负荷先降至50%以下，切除两侧汽风机转速和静叶自动，炉压调至-300Pa，手动缓慢升A转速同时降B转速，B汽风机不出力瞬间炉压会快速上升，继续快速降B汽风机转速直到不出力，同时通过A汽风机转速调整炉压正常；B汽风机转速到3000r/min后保持转速，逐步关B静叶到5%以下时打闸B 引风机汽轮机，联关B引风机进出口挡板。

6.根据其他厂经验，机组高负荷运行时，汽轮机跳闸后引风机汽轮机失去四抽汽源，汽源快速切换至辅助蒸汽（启动锅炉或邻机来汽）是来不及的。

目前本厂考虑机组负荷大于等于30%时汽轮机跳闸和锅炉MFT时，直接跳闸引风机汽轮机；机组负荷小于30%时锅炉MFT（机组负荷小于30%时辅汽仍为启动锅炉来汽，汽轮机跳闸不影响炉侧运行），不跳闸引风机汽轮机。

为防止锅炉灭火瞬间炉压过低造成引风机跳闸，引风机转速和静叶开度同时超驰关当前量的10%，然后继续自动调节炉膛压力。

7.考虑在引风机汽轮机转速达到5800r/min时，闭锁开升转速，同时闭锁关此引风机静叶，防超速。

三、并风机操作方式
下面详细归纳几种并风机操作方式，将会在锅炉动力场试验期间通过多次试验找到并验证出最优方式。

在冷态动力场试验时，做单台电风机和汽风机静叶特性试验，记录电风机静叶0%-100%开度对应的总风量、电流、进出口压力，记录汽风机不同转速（取几个转速点）下静叶0%-100%开度对应的总风量、汽轮机进汽调门开度、进出口压力，找到汽风机在某个转速对应的静叶调节特性与电风机相接近，作为汽风机与电风机并列运行时的预定转速。

机组热态时一电一汽两台引风机并列运行，将汽风机调整到预定转速，根据当前两台风机静叶开度、风机进出口压力、电风机电流、汽风机汽轮机进汽调门开度等参数，参照冷态时单台风机静叶特性试验数据，估算出当前热态两台风所带出力的分配情况。

引风机并列时炉膛压力波动较大，在每次开始风机并列操作前必须投入A层小油枪稳燃。

一般情况下建议锅炉启动时，直接两台汽风机同时启动。

1.并两台汽风机：（建议采用方式一）
方式一（先并静叶）：A汽风机带到一定负荷（大于40%负荷投四抽）后并B汽风机时，A引风机转速和静叶都切至手动状态，降A汽风机转速使炉膛负压达到+200Pa；开始并B汽风机（此时B汽风机汽轮机转速达到3000r/min切遥控，静叶保持全关），先手动将B汽风机静叶开至和A汽风机静叶开度一致（80%），然后开始逐步升B汽风机转速接近A汽风机转速，同时手动逐步降A汽风机转速，在B汽风机出力的瞬间会出现炉膛压力降低波动、A汽风机会因为出力瞬间降低出现转速上升波动、B汽风机会因为瞬间带上出力出现转速降低波动等现象，迅速调整两侧风机转速保持一致，同时观察两台汽风机汽轮机进汽调门开度基本一致，保证两台风机出力相当；将炉膛负压调整到合理范围内，两台风机运行稳定后并风机结束。

方式二（先并转速）：A汽风机带到一定负荷后准备并B汽风机时，A汽风机转速和静叶都切至手动状态，降A汽风机转速使炉膛负压达到+200Pa；开始并B汽风机，先逐步升B汽风机转速，同时降A汽风机转速，使两台汽风机转速基本一致，然后开B汽风机静叶，在B
汽风机静叶开度逐步接近A汽风机静叶开度时，A汽风机会因为出力降低出现转速上升现象，应及时调整两台汽风机转速保持基本一致；两台汽风机静叶开度基本一致后，观察两台汽风机转速和汽轮机进汽调门开度都基本一致，保证两台风机出力相当；将炉膛负压调整到合理范围内，两台风机运行稳定后并风机结束。

2.电风机运行后并B汽风机（锅炉启动初期时用，建议采用方式一）：
方式一：用单台电风机进行锅炉点火后，启动B汽风机准备并引风机（此时B汽风机汽轮机转速达到3000r/min切遥控，静叶保持全关），电风机静叶手动调整炉膛负压至+200Pa；开汽风机静叶至80%，逐步升汽风机转速，在汽风机出力瞬间会出现炉膛负压快速降低现象，下调电风机静叶开度使炉膛负压达到正常范围后，继续升B汽风机转速同时下调电风机静叶开度，在此过程中要维持注意炉膛负压稳定，直至电风机静叶全关，停运电风机，准备启动下一台汽风机。

方式二：用单台电风机进行锅炉点火后，启动B汽风机准备并引风机（此时B汽风机汽轮机转速达到3000r/min切遥控，静叶保持全关），电风机静叶手动调整炉膛负压至+200Pa；保持汽风机静叶关闭，升汽风机转速至预定数值（通过动力场试验得到汽风机与电风机相匹配压头下的转速），然后逐步开大汽风机静叶，在汽风机出力瞬间会出现炉膛负压快速降低现象，下调电风机静叶开度使炉膛负压达到正常范围后，继续开大B汽风机静叶同时关小电风机静叶，在此过程中要注意维持炉膛负压稳定，直至电风机静叶全关，停运电风机，准备启动下一台汽风机。

3.B汽风机运行时并电风机（A汽风机无法启动情况下机组需要升负荷，不建议用此方式长时间运行）：
方式一：将B汽风机转速和静叶自动都切至手动状态，转速调整到预定数值（通过动力场试验得到汽风机与电风机相匹配压头下的转速），调整炉膛压力至+200Pa左右；启动电风机正常后，逐步开大电风机静叶，同时根据炉膛压力情况逐步关闭B汽引风机静叶，直至电风机带出力（根据电风机电流和入口压力判断）；在电风机出力瞬间会出现炉膛负压快速降低现象，維持两台风机都带出力，调整两台风机静叶使炉膛负压至正常范围，并风机结束。

方式二：将B汽风机转速和静叶自动都切至手动状态，调整炉膛压力至+200Pa；启动电风机正常后，逐步开大电风机静叶，同时根据炉膛压力情况逐步下调B汽引风机转速，直至电风机带出力；在电风机出力瞬间会出现炉膛负压快速降低现象，维持两台风机都带出力，调整汽风机转速和电风机静叶，使炉膛压力维持在正常范围，并风机结束。

4.A汽风机运行时并电风机（B汽风机无法启动情况下机组需要升负荷，不建议用此方式运行）：并风机过程与B汽风机并电风机过程一样，但A汽风机与电风机入口共用一个烟道，在机组负荷需要变化时，无法用利用两台风机入口压力进行调整，只能通过做B汽风机并电风机试验，记录各项参数，并以此为依据来调整A汽风机与电风机并列运行。

四、其他
1.为配合汽风机调节较慢的特性，适当加长送风机动叶执行器全开全关时间。

2.在机组较大负荷工况下启动第二台引风机进行并列操作时，应注意观察第二台引风机的静叶和进出口挡板是否会因前后差压过大出现打不开的问题，如存在应调大执行器力矩或更换大功率执行器。

3.单侧一次风机跳闸RB动作时（或两台制粉系统同时跳闸时），炉膛内骤减一半燃料会引起炉膛负压急剧下降，此时引风机汽轮机受转速变化率限制，引风机转速降低较慢，考虑在速降转速的同时将静叶关一定开度。

其他项RB试验不存在此问题。

4.锅炉冷态通风试验结束准备停风机时，切除单侧送风机跳闸联跳同侧引风机逻辑，锅炉大风量工况下打跳一侧送风机，观察两侧引风机转速自动调节能力。

五、总结
在动力场期间进行了引风机风机并列试验，情况归纳总结如下：
a.并列风机出力瞬间炉膛压力会快速下降200～400Pa，并风机前可适当提高炉膛压力（0～200Pa）。

b.风机带上负荷并稳定运行，关键看风机入口压力是否接近或一致。

并风机前将入口联络门关闭，风机入口压力之差在0.2kPa范围内，应缓慢操作，防止炉膛负压大幅波动。

c.汽动引风机静叶关小，汽轮机转速会自动升高，然后MEH自动控制转速再下降至之前设定转速（过程较慢）。

关静叶太快容易超速。

d.两台汽动引风机并列式：先升转速再并静叶方式，对炉膛负压造成波动较小，但过程操作较多，且时间过长；先并静叶再并转速方式，对炉膛负压造成波动稍大，但过程操作简单，历时较短。

建议并风机时采用先并静叶再并转速方式，但在两台风机接近并列时应尽量操作缓慢，减小风机并列瞬间对炉压的扰动；也可以将2种方式结合在一起，综合两种方法进行并风机。

e.电动引风机与A汽动引风机共用进出口风道，没有联络门可以隔开，并风机时互相干扰较大，且并风机时入口压力无法参考，所以不建议电动引风机与A汽动引风机进行并列操作；根据风机并列试验情况可以看出，电动引风机与汽动引风机可供并列运行的特性区域较宽，并风机操作比较容易；根据单台汽动引风机不同转速下静叶调节特性试验数据，和电动引风机静叶调节特性试验数据进行比对，汽动引风机在4000r/min转速下静叶调节特性和电动引风机静叶调节特性相似度极高，所以建议一电一汽两台引风机并列运行时，将汽动引风机转速放在4000r/min定速运行，需要调节时同时调节一电一汽两台引风机静叶即可。