大型电站锅炉引风机型式比较

上海鼓风机厂有限公司 朱卫平 邵俊菱

大型电站锅炉引风机型式比较

上海鼓风机厂有限公司 朱卫平 邵俊菱

介绍了燃煤电站锅炉引风机的不同型式，并就轴流式风机和离心式风机在节能、可靠性、耐磨性方面做了详细的对比,得出动叶可调轴流式风机在各个指标上有较大优势。

电站；风机;轴流式;离心式;经济;可靠性

0 引言

风机是电站锅炉系统重要组成部分之一，作为一个耗能大户,如何选择合适的风机是制造厂商和电厂业主需要认真思考的问题,下面以某工程引风机项目参数为例对风机的形式进行经济性和可靠性比较。根据某电厂300MW机组,每台炉需配置两台最大风量1080000m3/h、全压为10100Pa的引风机，根据风机的实际参数，风机选型可以采用动叶可调轴流式或双吸双支撑离心风机+变频方案。

1 风机结构形式

1.1 动叶可调轴流式

动叶可调轴流式风机包括:进口膨胀节、进口风箱、机壳、转子、扩压器、联轴器及其保护罩、调节装置及执行机构、液压及润滑供油装置和测量仪表、风机出口膨胀节、进、出口配对法兰。电动机通过中间轴传动风机主轴,在运行中通过调节动叶片角度与系统工况相匹配，其工况范围不是一条曲线,而是一个面,所以流量、压力变化范围大及高效率运行区宽广,基础可以设置为刚性基础或弹性基础。

1.2 双吸双支撑离心风机加变频

双吸双支撑离心风机包括:进口膨胀节、调节门、进气箱、机壳、转子、调节装置、润滑油站等。转子轴承可以采用滚动轴承或滑动轴承,调节方式有调节门调节、液偶调节、变频器调节,考虑到节能,本文分析按变频调节考虑。

2 风机选型结果

根据设计院提供的参数，该引风机设定为2个工况点，按工况对参数进行选型，得出两种方案如表1所示。

方案1(动叶可调轴流式)选用动叶可调轴流式风机,每台炉配备2台风机,风机型号为SAF26-17-2,风机叶型为DA16,风机直径2600mm,转速为990r/min,风机最大轴功率为3342kW。动叶可调风机性能曲线见图1。

方案2(双吸双支撑加变频)选用双吸双支撑离心式风机加变频调速,,每台炉配备2台风机,风机型号为1788AZ/1820,风机直径3240mm,转速为980r/min,单台风机最大轴功率为3695.5kW。离心式风机加变频曲线见图2。

表1 参数选型两种方案

图1 动叶可调风机性能曲线

图2 离心式风机加变频曲线

3 经济性分析

3.1 风机运行经济性分析

初步设定,该风机1年工作8000h,按照BMCR工作点运行8000h,每kWh电价0.6元,现按动调和离心加变频进行经济性分析,分析结果如表2所示。

从表2可以看出，两者运行费用差值为232.16万kWh，按照每kWh电0.6元计算，可节约电费139.296万元，动调风机节能效果非常可观。

3.2 风机的一次性投入分析

仅考虑风机本体及配套电动机的情况下,2台动叶可调轴流式风机及其电机的总价为400万元左右,2台离心式风机总价(不考虑变频)为330万元左右。考虑到离心式风机每台需配备1套变频装置,而每台炉需配备2套变频装置,每台离心风机配备1台4100kW电机,则需要配备2台4100kW的变频器,每台变频器价格超过200万元,即离心加变频总价为730万元。

综上，从经济性角度，动叶可调轴流式风机较离心式风机加变频有较大的优势。

4 动叶可调轴流风机的可靠性

随着系统容量的扩大,风机的安全可靠性已成为用户的第一要求。近年来,生产厂家不仅加强风机运行的可靠性,而且从售前、售中、售后的各个环节入手,在选型、设计计算、制造工艺、安装施工、运行操作和检测维护等各个技术领域上改进完善提高各项技术要求和加工检测手段,逐步提高风机的可靠性。

4.1 转子设计及其选材

根据引进德国某公司技术资料进行转子设计,转子的结构强度和疲劳强度计算上的安全系数均严格按照相关规定。为保证风机安全运行,在风机的材料选用上,遵循相同部件材料机械强度不低于德国某公司材的机械强度,同时材料的金属元素成分均基本与该公司选用的相一致。

为了保证用户长时间的安全稳定运行,在叶片、主轴承、电动执行器等部件设计时使用寿命均按70000h考虑,1个大修期4年除了正常维护外,无需更换轴承、液压调节装置等关键部件。

4.2 风机耐磨性

引风机的介质为含有一定量的SiO2、Al2O3等硬度较大颗粒,对叶片寿命影响较大,需采取一定的防磨措施,动叶可调轴流式风机采取以下耐磨措施:

（1）风机叶片母材选用机械性能极为稳定的碳合金钢15MnV。

（2）在叶片的迎风面、背弧部分区域喷涂镍基合金,硬度为HRC58-60,厚度约为0.2mm。

表2 两种型式风机的经济比较

（3）由于磨损主要发生在叶片的进气边,需对叶片进气边再作加强,喷涂HRC硬度达70以上的碳化钨,厚度约为0.2mm。

（4）由于碳化钨颗粒较大,颗粒之间有较大间隙,因此需在此基础上喷涂颗粒细小结合率好的W2C。

（5）大量风机的实践证明,该耐磨措施可以保证在含尘量小于200mm/Nm3的情况下,叶片使用寿命达50000h以上。自引进技术至今,已有上千台动叶可调轴流风机在国内外安全运行。

5 安装检修维护

离心风机结构简单,但轴承损坏较多且次数频繁,一旦损坏,需要停机进行大量的更换。离心风机单件由于体积庞大,运输需剖分,现场拼接安装工作复杂。轴流风机虽然结构复杂,但由于各零件能独立更换,更换方便,轴流式风机只需要定期进行大修维护,一般大修周期为4年,此外维护工作相对较小。安装时轴流式风机单件体积较小,现场安装工作量小。

6 结语

综上所述,选择动叶可调轴流式风机比离心式风机具有一次性投资和能耗低等多方面优势。在满足电厂锅炉系统引风机工况要求下,选择动叶可调轴流式风机为最佳方案。

[1]顾恒庆,万方．电站大型风机的选择

[J]．热机技术,2001,(01)．

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