引风机增容改造探讨

于群良 张亚兵 陈新亮 张永川

（四川中电福溪电力开发有限公司，四川宜宾 645152）

引风机增容改造探讨

于群良 张亚兵 陈新亮 张永川

（四川中电福溪电力开发有限公司，四川宜宾 645152）

经研究，在取消脱硫增压风机时，若锅炉负荷低于75%THA工况及以下，由于引风机的运行工况落在理论失速线以内，理论上是运行的“禁区”；在100%THA工况时，由于离理论失速线很近，引风机运行没有安全裕量，风机稍有偏离运行工况的情况，引风机就可能发生喘振；在100%THA～100%BMCR工况时，引风机已经运行在TB点或者超过TB点了，就是引风机能力工况已经用尽，引风机风量调节裕度很小，随着烟气量的增大，引风机再次进入失速区，效率反而降低。从节能降耗和安全角度考虑，采用引风机与脱硫增压风机合二为一模式下重新对风机进行选型，采用技术经济性更优的双级动叶可调轴流风机是满足风机合二为一要求的。为了响应国家的节能减排号召，取消脱硫增压风机，使机组在一定负荷下，充分利用改造后引风机增容的裕量，来克服烟气系统以及脱硫系统的全部阻力，以达到节能降耗的目的。

增容 风机合并 改造

1 前言

鉴于环保对火力发电要求的日益严格，尤其是2010年以后各地方政府也加大了对环保排放的严格要求，火力发电脱硫系统拆除旁路运行，烟气经引风机及增压风机进入吸收塔。当增压风机出现故障时，引发锅炉MFT动作，机组非停。同时，增压风机与引风机串联，因联动和保护问题或匹配不好是引发跳闸的主要原因之一。消除设备本身隐患，提高设备利用率，提高机组运行的可靠性是对辅机设备改造必要要求之一。

2 技术要求

为了响应国家的节能减排号召，取消脱硫增压风机，使机组在一定负荷下，充分利用改造后引风机增容的裕量，来克服烟气系统以及脱硫系统的全部阻力，以达到节能降耗的目的。

在取消脱硫增压风机时锅炉负荷低于75%THA工况及以下，由于引风机的运行工况落在理论失速线以内，理论上是运行的“禁区”；在100%THA工况时，由于离理论失速线很近，引风机运行没有安全裕量，风机稍有偏离运行工况的情况，引风机就可能发生喘振；在100%THA ～100%BMCR工况时，引风机已经运行在TB点或者超过TB点了，就是引风机能力工况已经用尽，引风机风量调节裕度很小，随着烟气量的增大，引风机再次进入失速区，效率反而降低。应对的措施：取消脱硫增压风机，只需提高引风机的扬程，脱硫系统及脱硝系统的阻力也由引风机来克服即可，既减少一台风机又减少合并运行带来的运行负压的大幅度波动。

3 合并风机选型分析

根据《大火规》规定，引风机风量和风压的设计应基于锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况。以BMCR工况为选型基准点时，引风机的基本风量是按锅炉燃用设计煤种和锅炉BMCR工况下的烟气量及制造厂保证的空气预热器运行一年后烟气侧漏风量和锅炉烟气系统漏风量之和考虑。基本风压按设计煤种及锅炉BMCR工况计算，包括锅炉厂保证的锅炉本体烟气侧阻力（含自生通风及炉膛起始点负压）、烟气脱硝装置（包括预留层阻力）、除尘器、烟气脱硫装置及系统阻力。引风机的裕量系数按《大火规》选取，即风量裕量取10%，温度裕量取15℃；风机压头裕量取20%。引风机与脱硫增压风机合并风机分别按静叶可调和动叶可调两种。对于引风机与脱硫增压风机合并的风机，目前国内有采用动叶可调轴流风机和静叶可调轴流风机两种情况。

4 动叶可调轴流风机

动叶可调即是叶片角度在风机运行中可依靠液压调节机构进行调节，改变风机风压、风量。动叶可调轴流式引风机由进气箱、带整流导叶环的机壳、扩压器和转子组成。电动机通过中间轴传动风机主轴。转子由叶轮、轴承箱、中间轴、液压调节机构等组成。叶轮轮毂采用低碳合金钢（轮毂和承载环为锻件）焊接结构，叶片用高强度螺钉直接固定于轮毂内叶柄上。

4.1 特点

动叶可调轴流风机机壳具有水平中分面，便于安装和检修。动叶可调轴流式引风机转速较高，可通过在叶片的表面喷耐磨层来改善叶片的耐磨性能。据了解，在烟气含尘量为350mg/Nm3的情况下，叶片寿命可运行26000小时以上；在工业实践中已有在100mg/ Nm3烟气含尘量条件下运行35000小时的业绩。且叶片磨损后，还能进行修补7～8次重复使用，轮毂寿命可保证30年以上。

4.2 运行特性

动叶可调轴流式风机依靠液压调节机构调节叶片角度来完成风机调节，叶片调节范围可达-30°～+30°，高效率区较静调风机较宽，当机组降负荷时风机仍能处于较高效率，调峰性能好。风机转子转动惯量3800kg.m2，电动机启动力矩小，启停快（启动力矩为静叶可调轴流式风机的0.38倍），延长电机寿命。

4.3 维修备件

一般动调风机需更换磨蚀的动叶片，更换一次需2名熟练人员8小时即可重新投入运转，但需备用动叶片一套，且更换后需做动平衡试验。

5 静叶可调轴流风机结构性能

静叶可调轴流风机依靠调节机构调整进口导叶的开度来达到改变风压、风量的目的。它由进气室、前导叶、集流器、叶轮、后导叶和扩压器组成。电动机通过刚挠性连轴器直接传动风机主轴。

5.1 特点

在外界烟气条件相等的情况下，烟气对风机叶片的磨损程度与风机的转速有关，风机叶轮的耐磨寿命与风机转子的转速的平方成反比，因此，转速较低的静叶可调风机耐磨性较好。

由于与脱硫增压风机合并后的引风机TB点压头升高，风机转速提高，叶片、主轴、轴承磨损加剧，对防磨措施提出更高要求。

5.2 运行性能

静调风机由前导叶来完成风量调节的能在-75°～30°范围内实现无级风量调节，其调节范围宽；但静调风机的高效率区域要比动调风机小，且静调轴流式风机在低负荷工况运行时，系统阻力曲线离喘振线较近，易引起风机喘振叶片断裂。

5.3 维修备件

静调风机叶片无法现场更换，但其耐磨性较好，使用寿命长。据静调厂家资料，叶轮可以在2～3个大修周期后利用电厂大修时间返厂，利用原有轮毂重新焊接一组新叶片，其维护费用约36万元/炉，工期20天左右，不影响大修时间。

6 结语

静叶可调轴流风机具有价格较动较低，耐磨性好、运行维护费用低等优点。当作为引风机与脱硫增压风机的合并风机时，风机TB点压头较高，风机转速提高，静调引风机的叶片加长，强度设计、气动性能和噪声难度加大，叶片、主轴、轴承磨损加剧，对防磨措施提出更高要求。动调风机则也能满足引风机与脱硫增压风机合并后较高的T.B点压头要求，且调节范围广，高效率区较宽，在低负荷时仍能具有较高的效率，运行经济，价格稍高。

It has been proved that if the desulfurization booster fan is canceled， the working point of IDE（induced draft fan）will fall into the theory stall line， which is called the forbidden zone， if the boiler load is under 75%THA. When the boiler load is at 100% THA， the IDF will lost it's safety margin for it' s working point is near the theory stall line， and the IDE will be apt to surge； When the load is between 100% THA and 100% BMCR， the THA will work on or over TB point， which means that the THA has ran out it's working capacity and the regulating margin is very narrow. With the increase of the smoke， the THA will falls into the stall zone again and cause lower efficiency. In consideration of energy saving and safety， the fan should be reselected under the integration mode of the THA and the desulfurization booster fan. Technical and economic analysis revealed that the variable pitch axial fan of double blade is better and feasible.

Capacity fan merge transformation