CN112228893A - 一种大型电站锅炉引风机风量调节装置及调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型电站锅炉引风机风量调节装置及调节方法，装置包括锅炉风烟系统、通风设备配电在线监测系统、风量检测装置和DCS控制系统；锅炉风烟系统包括送风机、一次风机、引风机、除尘器、隔离风门、空预器、脱硫系统、炉膛、烟囱和控制主机。炉膛出口连接有两组并列运行的空预器连接；空预器的出口处安装有除尘器组；每组除尘器连接有引风机；引风机出口通过烟道与烟囱连通；每组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门；送风机安装于空预器的进风口处；脱硫系统设置在引风机与烟囱的烟道之间。本发明能解除风机并列运行状态，进而防止风机抢风，提高风烟系统低负荷适应能力，可保证电站锅炉风烟系统安全长期稳定运行，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种大型电站锅炉引风机风量调节装置及调节方法
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种大型电站锅炉引风机风量调节装置及调节方法。
背景技术
电站锅炉引风机是指依靠输入的机械能克服烟道阻力,提高烟气压力,将烟气送入烟囱的风机。它是电站锅炉的重要辅机之一，其运行状况的好坏,直接关系到锅炉能否长时间安全运行以及电站经济效益的高低。
大型电站中应用的风机一般主要有离心式和轴流式两种类型。300MW以上电站锅炉一般选用动叶可调或静叶可调式轴流风机，双风机并联运行。动叶、静叶可调轴流风机可根据负荷需要调节动叶或前导叶，从而满足在不同工况下的通风要求。现有双机并联运行曲线图如图1所示，两台具有相同驼峰形性能曲线的轴流风机并联运行时，有时会出现一台风机流量很大，而另一台风机的流量很小的现象。并且稍有干扰则两台风机的风量大小将相互交换，使原来流量大的变小，流量小的变大。如此反复地交换，以至于两台风机不能正常并联运行，这种现象称为抢风现象。两台具有相同驼峰形状性能曲线Ⅰ和Ⅱ的风机，并联工作时总性能曲线Ⅲ是一条具有横“8”字形区域的曲线。如果运行时管道特性曲线OE与总性能曲线Ⅲ的横“8”字形区域同时相交于点2和点3，则风机在点2的工作是暂时的，很快会移动到点3，使一台风机在大风量的3’点工作，另一台风机在小风量的3”点工作。这时若稍有干扰则立即出现风量忽大忽小，大小反复互换的抢风现象，尤其是管道系统的容量足够大时，抢风就更为严重，使风机处于不稳定的并联运行工况。同于轴流风机性能曲线的横“8”字形区域是在小流量范围内，所以避免风机抢风现象的措施是防止工作点落在横“8”字形区域内。
目前的电站锅炉风烟系统设计除尘器后烟道整体联通汇流后，分由两路进入引风机，引风机采用并列运行方式，烟气经风机做功后送入脱硫系统。
目前大型电站锅炉风烟系统中，并列运行的两台引风机在某一特定的工况下会发生抢风现象，主要与系统阻力、烟气流量相关联。引风机发生抢风时会导致系统无法正常运行，炉膛冒大正压，煤粉外泄造成环境污染，甚至造成风机过流电机损坏或风机轴位移等严重后果，进而造成发电机组非停，对电网系统造成很大的扰动，甚至会破坏电网系统运行稳定，对国民经济和社会生活造成很大影响。
本发明可有效防止风机抢风现象的发生，可保证低负荷下锅炉设备安全长期稳定运行，具有较好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型电站锅炉引风机风量调节装置及调节方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，包括锅炉风烟系统、通风设备配电在线监测系统、风量检测装置和DCS控制系统；锅炉风烟系统包括送风机、一次风机、引风机、除尘器、隔离风门、空预器、脱硫系统、炉膛、烟囱和控制主机；炉膛出口连接有两组并列运行的空预器连接；每个空预器的出口处安装有除尘器组；每组除尘器连接有引风机；引风机出口通过烟道与烟囱连通；每组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门；送风机安装于空预器的进风口处；脱硫系统设置在引风机与烟囱的烟道之间；一次风机与空预器的入风口连接；控制主机分别与空预器、送风机、一次风机、引风机、除尘器和通风设备配电在线监测系统连接；DCS控制系统分别与通风设备配电在线监测系统、控制主机和风量检测装置连接。
可选的，隔离风门上还设置有驱动装置，包括微控制器和伺服电机；伺服电机与微控制器连接；微控制器与DCS控制系统连接。
可选的，风量检测装置包括压差式流量计和气体流量泵；所述DCS控制系统分别与气体流量泵、压差式流量计连接。
可选的，通风设备配电在线监测系统包括信号测取装置、信号采集及转换装置、通讯装置、供电装置和显示器；信号测取装置与信号采集及转换装置连接；信号采集及转换装置的输出端与显示器连接；信号采集及转换装置通过通讯装置和DCS控制系统连接；供电装置和信号采集及转换装置连接。
一种大型电站锅炉引风机风量调节方法，包括以下步骤：
步骤一：在两组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门，并将隔离风门设置为关闭状态；
步骤二：修改控制器的逻辑组态，当发生空预器或引风机跳闸时自动打开隔离风门；
步骤三：获取锅炉风烟系统的系统阻力和烟道风量参数，进行分析处理，根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态，稳定电站机组运行。
具体的，步骤三中根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态过程包括：根据机组负荷及风烟系统状态进行判断，机组处于低负荷状态时控制关闭隔离风门，解除风机并列运行状态；处于高负荷状态下控制打开隔离门，均衡引风机的负荷；当检测到锅炉风烟系统单侧局部阻力增大时，控制打开隔离门调整单侧系统的运行状态；当检测到空预器或引风机跳闸时，自动控制打开隔离风门。
本发明的有益效果：本发明能解除风机并列运行状态，进而防止风机抢风现象的发生，提高风烟系统低负荷适应能力，可保证电站锅炉风烟系统安全长期稳定运行，具有较好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是现有技术中的双机并联运行曲线图。
图2是现有技术中的锅炉风烟系统原理图。
图3是本发明的设备原理框图。
图4是本发明的锅炉风烟系统图。
图5是本发明实施例的600MW发电机组未改造前的装置参数图。
图6是本发明实施例的600MW发电机组改造后的装置参数图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图3所示，一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，包括锅炉风烟系统、通风设备配电在线监测系统、风量检测装置和DCS控制系统。其中，锅炉风烟系统包括送风机、一次风机、引风机、除尘器、隔离风门、空预器、脱硫系统、炉膛、烟囱和控制主机。
本发明中，如图4所示，电站的锅炉风烟系统是指由燃烧生成的烟气与空气组成的系统。风烟系统其实是两个平行的供风系统，它主要包括下列设备和装置组成：两台送风机、两台一次风机及两台引风机、一、二次风管连接管道、炉膛、烟道、挡板或闸门、空预器、除尘器及脱硝、脱硫系统、烟囱等设备构成。目前的电站锅炉风烟系统设计除尘器后烟道整体联通汇流后，分由两路进入引风机，引风机采用并列运行方式，烟气经风机做功后送入脱硫系统。
炉膛出口连接有两组并列运行的空预器连接；每个空预器的出口处安装有除尘器组；每组除尘器连接有引风机；引风机出口通过烟道与烟囱连通；每组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门；送风机安装于空预器的进风口处；脱硫系统设置在引风机与烟囱的烟道之间；一次风机与空预器的入风口连接；控制主机分别与空预器、送风机、一次风机、引风机、除尘器和通风设备配电在线监测系统连接；DCS控制系统分别与通风设备配电在线监测系统、控制主机和风量检测装置连接。
可选的，隔离风门上还设置有驱动装置，包括微控制器和伺服电机；伺服电机与微控制器连接；微控制器与DCS控制系统连接。
可选的，风量检测装置包括压差式流量计和气体流量泵；所述DCS控制系统分别与气体流量泵、压差式流量计连接。
可选的，通风设备配电在线监测系统包括信号测取装置、信号采集及转换装置、通讯装置、供电装置和显示器；信号测取装置与信号采集及转换装置连接；信号采集及转换装置的输出端与显示器连接；信号采集及转换装置通过通讯装置和DCS控制系统连接；供电装置和信号采集及转换装置连接。
本发明还提供一种大型电站锅炉引风机风量调节方法，包括以下步骤：
步骤一：在两组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门，并将隔离风门设置为关闭状态；
步骤二：修改控制器的逻辑组态，当发生空预器或引风机跳闸时自动打开隔离风门；
步骤三：获取锅炉风烟系统的系统阻力和烟道风量参数，进行分析处理，根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态，稳定电站机组运行。
具体的，步骤三中根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态过程包括：根据机组负荷及风烟系统状态进行判断，机组处于低负荷状态时控制关闭隔离风门，解除风机并列运行状态；处于高负荷状态下控制打开隔离门，均衡引风机的负荷；当检测到锅炉风烟系统单侧局部阻力增大时，控制打开隔离门调整单侧系统的运行状态；当检测到空预器或引风机跳闸时，自动控制打开隔离风门。
本发明的实施例中，以600MW发电机组为例，如图5所示，根据图5中各个装置的参数可知，在未进行装置改造的情况下，机组的270MW引风机已发生抢风。在对过滤风烟系统进行改造后，如图6所示，锅炉可在190MW工况下稳定运行，不发生抢风现象，锅炉风烟系统的稳定性大大提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，其特征在于，包括锅炉风烟系统、通风设备配电在线监测系统、风量检测装置和DCS控制系统；所述锅炉风烟系统包括送风机、一次风机、引风机、除尘器、隔离风门、空预器、脱硫系统、炉膛、烟囱和控制主机；所述炉膛出口连接有两组并列运行的空预器连接；每个空预器的出口处安装有除尘器组；每组除尘器连接有引风机；引风机出口通过烟道与烟囱连通；每组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门；送风机安装于空预器的进风口处；脱硫系统设置在引风机与烟囱的烟道之间；所述一次风机与空预器的入风口连接；控制主机分别与空预器、送风机、一次风机、引风机、除尘器和通风设备配电在线监测系统连接；所述DCS控制系统分别与通风设备配电在线监测系统、控制主机和风量检测装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，其特征在于，所述隔离风门上还设置有驱动装置，包括伺服电机；伺服电机与DCS控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，其特征在于，所述风量检测装置包括压差式流量计和气体流量泵；所述DCS控制系统分别与气体流量泵、压差式流量计连接。
4.根据权利要求1所述的一种大型电站锅炉引风机风量调节装置，其特征在于，所述通风设备配电在线监测系统包括信号测取装置、信号采集及转换装置、通讯装置、供电装置和显示器；信号测取装置与信号采集及转换装置连接；信号采集及转换装置的输出端与显示器连接；信号采集及转换装置通过通讯装置和DCS控制系统连接；供电装置和信号采集及转换装置连接。
5.一种大型电站锅炉引风机风量调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在两组除尘器之间的汇流烟道处加装隔离风门，并将隔离风门设置为关闭状态；
步骤二：修改控制器的逻辑组态，当发生空预器或引风机跳闸时自动打开隔离风门；
步骤三：获取锅炉风烟系统的系统阻力和烟道风量参数，进行分析处理，根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态，稳定电站机组运行。
6.根据权利要求5所述的一种大型电站锅炉引风机风量调节方法，其特征在于，所述步骤三中根据分析处理结果调整风烟系统的运行状态过程包括：根据机组负荷及风烟系统状态进行判断，机组处于低负荷状态时控制关闭隔离风门，解除风机并列运行状态；处于高负荷状态下控制打开隔离门，均衡引风机的负荷；当检测到锅炉风烟系统单侧局部阻力增大时，控制打开隔离门调整单侧系统的运行状态；当检测到空预器或引风机跳闸时，自动控制打开隔离风门。
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