大型電站鍋爐引風(fēng)機選型因素分析

楊獻鵬

摘 要：引風(fēng)機是電站鍋爐重要輔機之一，對經(jīng)濟運行和機組安全有顯著影響。當(dāng)前，我國300MW及以上機組廣泛采用引風(fēng)機，有豐富的設(shè)計運行維護經(jīng)驗，同時因機組不同而采用不同類型的引風(fēng)機。本文分析了大型電站鍋爐引風(fēng)機選型的主要因素，具有一定參考意義。

關(guān)鍵詞：大型電站；引風(fēng)機；選型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.160

0 引言

引風(fēng)機是電站鍋爐重要的輔機之一，對經(jīng)濟運行和機組安全有較大影響。因此，選擇適當(dāng)型式引風(fēng)機是電廠設(shè)計的重要內(nèi)容之一。根據(jù)目前在建和已投產(chǎn)項目應(yīng)用情況，引風(fēng)機主要有3種類型：動葉可調(diào)軸流式、靜葉可調(diào)軸流式、離心式加調(diào)速。以往項目的運行維護情況反饋，影響引風(fēng)機選型主要有以下幾種因素：、除塵器形式、高效率范圍、使用維護、調(diào)節(jié)特性、設(shè)備投資、可靠性、耗電量、耐磨性、空預(yù)器形式、是否設(shè)置爐后脫硫脫硝。

1 影響風(fēng)機選型的主要因素

電站鍋爐所配風(fēng)機需遵循的選型原則：首先要保證足夠的流量、壓頭，然后應(yīng)選擇壽命長、實際運行效率高、可靠性高、調(diào)節(jié)性能好價格低以及檢修方便的設(shè)備。同時還需考慮因素：如果設(shè)置爐后煙氣脫硫系統(tǒng)，脫硫增壓風(fēng)機和引風(fēng)機可采用合并方案。

（1）風(fēng)機構(gòu)造類型和安全可靠性。大型電站中應(yīng)用的風(fēng)機一般主要有離心式和軸流式兩種類型。200MW以下電站廣泛采用離心式風(fēng)機，離心式風(fēng)機優(yōu)點是設(shè)計點效率高、噪音小、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠性高。300MW以上電站鍋爐采用離心式風(fēng)機，風(fēng)機重量大、體積大，給安裝、運維、運輸和布置帶來困難。同級別風(fēng)機相比，軸流風(fēng)機重量小，約為離心風(fēng)機的50%～60%，飛輪力短小，鋼材消耗少，安裝簡單。離心式風(fēng)機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大，材料消耗大，比動葉可調(diào)軸流風(fēng)機多4倍，比靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機多1.5倍。

軸流風(fēng)機有靜葉可調(diào)和動葉可調(diào)兩種類型，主要應(yīng)用于300MW及以上大型電站鍋爐，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、安全可靠運行等。

（2）風(fēng)機耐磨性[1]。引風(fēng)機輸送高溫?zé)煔?，風(fēng)機耐磨性將是決定機組安全可靠性的關(guān)鍵因素。所以，耐磨性是引風(fēng)機選型的重要因素。

我國發(fā)電站煙氣含塵量一般在400～1000mg/m3。在此范圍內(nèi)，風(fēng)機葉輪磨損程度和煙氣沖擊葉輪速度的3.5次方成正比，即與葉輪轉(zhuǎn)速的平方成正比。同等參數(shù)指標下，離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速最低，靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機比較高，動葉可調(diào)軸流風(fēng)機最高。所以動葉可調(diào)軸流風(fēng)機耐磨性最低。離心式風(fēng)機由于葉輪轉(zhuǎn)速低，且板式葉片表面可實施噴涂或堆焊耐磨層等防腐手段，所以耐磨性最高。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機葉輪轉(zhuǎn)速介于離心式風(fēng)機和動葉可調(diào)軸流風(fēng)機之間，因此耐磨性也介于離心式和動葉軸流可調(diào)風(fēng)機之間。

（3）風(fēng)機的調(diào)節(jié)特性和變工況特性[2]。離心式、靜葉可調(diào)軸流式、動葉可調(diào)軸流式能達到的最高效率基本一致，但在低負荷是，效率差異很大，這是風(fēng)機本身的性能和調(diào)節(jié)方式造成的。

靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機和離心式都配置了入口導(dǎo)流器。但離心風(fēng)機只能朝流量、壓力減小的方向調(diào)節(jié)，產(chǎn)生正旋繞；靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機不僅可以向流量、壓力減小方向調(diào)節(jié)，而且可以利用入口導(dǎo)流器在一定范圍內(nèi)反方向調(diào)節(jié)，產(chǎn)生負旋繞，向流量、壓力增大方向調(diào)節(jié)，選型時可選擇比最大值低一點的參數(shù)，同時可改善風(fēng)機進氣條件，使風(fēng)機在調(diào)整負荷方面能力更強，變負荷運行時，效率降低比較快。因此靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機性能優(yōu)于離心式。

（4）設(shè)備投資。設(shè)備投資是風(fēng)機選型的重要因素，靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機比較便宜，離心式風(fēng)機價格較高，動葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機價格最高。按市場行情，300MW工程項目所配置風(fēng)機價格，靜葉調(diào)節(jié)軸流式、雙吸離心式、動葉調(diào)節(jié)軸流式分別為70萬、110萬、120萬左右。但雙吸離心式所配電動機比動葉可調(diào)軸流式高大約80%。如果考慮電動機在內(nèi)，雙吸離心式最高，動葉可調(diào)軸流式較高，靜葉調(diào)節(jié)軸流式最低。

（5）風(fēng)機維護檢修特性。維護檢修特性方面，動葉可調(diào)軸流式雖然有一套復(fù)雜的調(diào)節(jié)機構(gòu)，工藝要求高，但關(guān)鍵調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)為整體進口，可靠性比較高，且經(jīng)過多年運行有豐富的經(jīng)驗。小修只需檢查磨損情況，大修時只需拆除葉根緊固件，總體上維修還是比較方便。

靜葉可調(diào)式，更換葉片不能在電廠現(xiàn)場進行，必須返廠更換，比較麻煩。離心式風(fēng)機轉(zhuǎn)子重，葉片需要定期補焊，更換葉輪也有很大困難。

2 風(fēng)機選型應(yīng)考慮的其他因素

（1）空預(yù)器。管式空預(yù)器正常運行時基本無漏風(fēng)，但其阻力比回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的阻力大，因此引風(fēng)機流量裕度可按規(guī)程下限選取，引風(fēng)機壓頭比回轉(zhuǎn)式空預(yù)器壓頭高?；剞D(zhuǎn)式空預(yù)器漏風(fēng)率高，但其阻力比管式空預(yù)器小，因此回轉(zhuǎn)式空預(yù)器時引風(fēng)機流量裕度按規(guī)程上限選取，壓頭則相對管式空預(yù)器低。

（2）除塵器。不同類型除塵器阻力差異明顯，因此除塵器類型對引風(fēng)機容量選型有顯著影響。大型電站鍋爐所配除塵器一般有3中形式：袋式除塵器、電袋除塵器、電除塵器。袋式除塵器通過濾袋機械除塵，風(fēng)阻最大；電除塵風(fēng)阻最?。浑姶龎m介于前兩者之間。所以，采用袋式除塵器時引風(fēng)機容量較大。

（3）脫硫形式影響。循環(huán)流化床鍋爐CFB燃燒溫度低，且分段燃燒，氮氧化物排放濃度小，一般采用預(yù)留選擇性催化還原法SNCR，風(fēng)機選型可不考慮脫硫系統(tǒng)影響。常規(guī)煤粉爐燃燒溫度較高，氮氧化物排放濃度大，一般選擇選擇性催化還原法SCR，阻力比較大，引風(fēng)機容量計算必須考慮這個因素。

（4）爐后脫硫形式影響。電站脫硫系統(tǒng)一般專門爐后設(shè)置，采用濕法脫硫系統(tǒng)，部分項目采用半干法脫硫系統(tǒng)。目前國內(nèi)要求不能設(shè)置旁路煙道，因此沒必要設(shè)置濕法脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機和引風(fēng)機串聯(lián)，引風(fēng)機容量選型需考慮脫硫系統(tǒng)的阻力。

3 總結(jié)

離心式風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、耐磨性高，但同時有一些缺點，比如設(shè)備價格高，運行耗電高，調(diào)節(jié)性能差，檢修不方便。動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機調(diào)節(jié)性能高、耗電量低、結(jié)構(gòu)緊湊，同時也有一些缺點，比如價格高、耐磨性差，不適合作為引風(fēng)機等。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機介于前兩者之間，該類型引風(fēng)機優(yōu)勢明顯。同時，靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機對煙氣含量適應(yīng)性強，維護檢修費用較低。

投資方面，雙級動葉可調(diào)式高于離心式配液耦。性能方面，離心式重量大、啟動電流大、轉(zhuǎn)動慣量大，且負荷低于80%時，綜合效率低。動葉可調(diào)雙級式調(diào)節(jié)性能好，自身重量小，轉(zhuǎn)動慣量小，綜合效率高。

參考文獻：

[1]吳躍東，李泰勛.軸流通風(fēng)機做為引風(fēng)機時各方面的分析比較. 風(fēng)機技術(shù)，1998（02）.

[2]任嘉謀.電廠鍋爐風(fēng)機選型的探討[J].風(fēng)機技術(shù)，1995（06）.