热动论文(锅炉引风机选型经济技术比较)

1、锅炉引风机选型经济技术比较摘 要：以茂名热电厂“上大压小”600MW机组项目的锅炉引风机选型为例，介绍了动叶可调风机和静叶可调风机的运行经济性、结构优缺点和调节性能，并进行了比较。对火力发电厂锅炉引风机的选型提出了参考。关键词：引风机 动叶可调 静叶可调 经济性 变频器 一、概述目前，随着国家对环保的要求不断提高，高效电除尘器、电袋复合除尘器及布袋除尘器的大规模应用已比较普及，引风机入口烟气的含尘量不断降低，茂名热电厂600MW机组计划采用的龙净环保公司生产的电袋复合除尘器，厂家对除尘器出口烟气含尘量保证值26 mg/Nm 3，另外叶片材质及防磨措施的改进，又大大增加了风机叶片尤其是动调风机叶

2、片的抗磨损能力，所以风机的抗磨损能力已不是制约引风机选型的关键因素。现在国内大型机组锅炉所配置的引风机中，各个电厂根据自身不同的使用情况，动调风机和静调风机都有较好的应用业绩。静叶可调轴流风机有着安全可靠性高、耐磨性好、运行效率较高、维护方便等优势，占据了相对较高市场份额；但随着动调风机国产化程度提高，烟气含尘量下降，叶片材质及耐磨措施的改进，动调风机在机组调峰运行时能够保持较高效率的优势，也越发引起电厂的重视，市场份额也在逐年提高。在关于动调、静调引风机比较的比较中，一般都根据调节效率、设备费用、维护费用、可靠性分析等内容，但根据目前茂名热电厂所面临的实际情况：外系统电厂项目在茂名周边陆续上

3、马，如阳江核电、阳西电厂等大型发电项目，并且国家加大了对西南水电和云贵火电的开发力度，并相应建设输电工程向广东送电，可以预见的是今后不得不面对机组深度调峰的现实，所以必须针对在机组调峰时，两种风机的运行经济性进行比对。二、动调风机与静调风机的运行经济性比较表1是湖南省电力勘测设计院提供的#7炉在不同工况下相关的锅炉引风机入口烟气参数：表1 不同工况下锅炉引风机入口烟气参数序号煤种工况项目设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种设计煤种TBB-MCR75%THA50%THA40%THA30% B-MCR1风机入口流量(m3/s)491.1416.4296.2218.3190160.92风机全压升

4、(Pa)8454676352894550427540453风机入口烟气温度()116116102.788.38579.54入口烟气密度(kg/m3)0.92580.92580.95760.99371.01.0155入口烟气含尘量(mg/Nm3)1006入口烟气含湿量(g/Kg)表2是成都风机厂根据我厂#7机组风机的选型参数（表1参数），提供的动调、静调两种引风机在不同负荷下的的风机效率和轴功率对比表，经简单计算可得出，在相同负荷下动调风机比静调风机所消耗的轴功率要小，而且随着机组负荷的降低，动调风机的节能优势逐步提高。表2 两种风机效率和轴功率对比表（单台）风机类型TB工况B-MCR75%TH

5、A50%THA40%THA30%B-MCR轴流动调风机效率（）85.787.384.879.475.871.6轴功率（）47543183183212441066905轴流静调风机效率（）83.784.770.453.046.340.2轴功率（）486732812207186317461612两种风机轴功率差（）（动静）11398375619680707将机组投产后负荷率按75%、年运行按8000小时情况计算，机组年发电量为36亿KWh，机组在600MW（100%负荷）的运行小时为1500小时，在450MW（75%负荷）的运行小时为5000小时，在300MW（50%负荷）的运行小时为1000小时

6、，在240MW（40%负荷）的运行小时为500小时，则两种风机的能耗对比，见下表3。表3 两种风机年能耗对比表（单台）运行工况600MW 450MW 300MW 240MW 合计运行小时（h）1500500010005008000动调轴功率(kW)3183183212441066动调风机功耗(kWh) 47745009160000124400053300015711500静调轴功率(kW)3281220718631746静调风机功耗(kWh)492150011035000186300087300018692500能耗差（kWh）（动静）14700018750006190003400002981

7、000通过上述计算对比可见，单台风机运行一年时间，动调风机比静调风机少耗能2981000 kWh，上网电价按照0.42元/kWh,则每台动调风机运行一年比静调风机节约电费约为：2981000 kWh×0.42元/kWh=125.202万元。三、结构比较：、动叶可调轴流式风机 动叶可调即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。机壳具有水平中分面，便于安装和检修。转子有叶轮、轴承箱、中间轴、液压调节机构等组成。轴承箱为整体式结构，借助于两个与主轴同心的支承环，内置

8、于机壳内筒中的下半法兰上，轴承箱两个法兰的下半部分与机壳内筒的机座法兰用螺栓固定。整体式轴承箱以及其固定方式保证无论多少次拆装，总能保证叶轮和机壳同心，不需重新调心。叶轮轮毂采用低碳合金钢（轮毂和承载环为锻件）焊接结构，重量轻、强度高、离心力小。叶片用高强度螺钉直接固定于轮毂内的叶柄上，加上机壳中分面结构，更换叶片方便（二个工人8小时即可更换整套叶片）。叶轮内部设置平衡重，可以克服叶片回复力矩，所以液压调节装置操纵力矩小，仅3050Nm ，采用100 Nm电动执行器即可方便调节。整体式的液压和润滑联合油站自带控制、保护、报警和联锁仪表，运行安全、可靠、动态操作方便。引风机的叶片采用低碳合金钢经

9、数控加工中心铣切并压制成型，表面喷焊耐磨层，增强叶片的耐磨性能。经几十家电厂引风机的运行经验表明，引风机耐磨层在含尘量为350mg/Nm 3的情况下，安全运行26000小时以上，且叶片表面磨损后，还能进行修补78次重复使用，轮毂寿命可保证30年以上。此外，采用电袋除尘器，除尘器出口烟气含尘浓度26mg/Nm 3，所以磨损问题已经不在是制约引风机选型的根本因素。2、静叶可调轴流式风机静叶可调即风机在运行中风机进口导叶依靠调节机构可进行调节，从而达到改变风压、风量的目的。静叶可调轴流式风机由进气箱、进口调节门、整流导叶环的机壳、扩压器和转子组成。电动机通过钢挠性联轴器直接传动风机主轴。主轴两端各有

10、两个轴承座可作支持。叶轮与主轴用高强度螺栓直接连接。叶轮检修装拆后，需重新调心。动叶片为由低碳合金钢板压形成扭曲叶片，与轮毂焊接，在工业实践中，不加任何防磨措施时在250400 mg/Nm 3含尘烟气中其耐磨寿命就可以超过25000h,甚至有些烟气含尘量较低的电厂达到50000h。为进一步提高风机叶片及导叶耐磨寿命，可在叶轮叶片和后导叶上喷熔镍基碳化钨耐磨材料，硬度为HRC55-60。当叶片磨损后需返厂将其从叶轮割掉，并将轮毂表面打磨平整，沿周向在轮毂其他位置焊上新叶片，并经热处理后使用，所以更换45次叶片后，需换整个叶轮。过去普遍认为静调轴流风机效率低，实际上就目前采用的最新叶型的静调风机，

11、最高效率已经于动调风机的最高效率相当，其运行效率已大为提高；但静调引风机受其特性限制，高效率区比轴流式风机小，风机在机组低负荷运行时效率下降较快。表4 两种风机综合技术比较动叶可调轴流式风机静叶可调轴流式风机设备结构风机配一套液压调节系统，机构较为复杂。由于风机转速较高，转子重量和整机重量较轻，转动惯量较小，配用电机较小风机对入口烟气条件不太感，采用简单的入口静叶调节方式获得较好的调节性能，风机结构简单、转速相对较低风机效率风机运行在高效区范围大，在TB点和B-MCR工况时，均能达到较高的效率，当机组调峰带较低负荷时，风机效率下降幅度较小，因此低负荷工况下风机功耗相对较少，运行费用较低风机在T

12、B点和B-MCR工况也能达到较高的效率，在带基本负荷时其与动调风机的功耗相差不多，但当机组调峰带较低负荷时，风机效率下降的幅度比动调风机下降快磨损情况动调风机叶片耐磨性能较静调风机叶轮耐磨性差，一般需对动叶片进行耐磨处理，要求烟气含尘量350mg/Nm 3（我厂采用电袋除尘器，烟气含尘量26mg/Nm 3）风机转子外沿线速度较低，对烟气含尘量适应性较动调风机好。基础体积较小，重量较轻，基础小体积较大，重量较重，基础大检修质量中分面结构，轴承箱内置，叶片可拆卸，各部单独检修中分面结构，一体转子，检修重量较大运行维护风机检修工作量较大（主要是密封件的检修维护及油系统漏油问题），需经常检修的部件为动

13、叶片需维护部分较少，后导叶是主要的易损件，通常后导叶设计为可拆卸式，更换较方便应用业绩在引、增合并设计中压头较高，业绩较多在引、增分开设计中压头较低，业绩较多四、风机调节性能比较从两种风机的性能曲线图可知，动叶可调轴流风机的静叶可调轴流风机的等效率曲线均为椭圆形，等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本平行。就目前的风机制造水平而言，两种风机的等效率曲线中的最高效率已经基本相当，但在机组变负荷运行时，静调风机的效率下降较快，而动调风机的高效区域较广，风机效率下降相对较慢，因此动调风机具有较好的调节特性，静调风机次之。五、风机价格比较就目前的市场价格，600MW机组引风机所配的5000kW等级的电机单

14、台价格约为100万元左右，静调风机（含测振仪、防喘振装置等）单台价格约为90万元左右，动调风机配国产液压缸和进口调节机构（含油站）单台价格约为200万元左右，即所配两台风机，如采用动调风机比采用静调风机共需多投入220万元左右。六、维护、检修费用比较除尘器采用龙净环保公司生产的电袋复合型除尘器，厂家对除尘器出口烟气含尘量保证值26 mg/Nm 3，在叶片及导叶的磨损问题上，动调风机和静调风机的差异基本相当，所以对于两种风机在维护和检修费用比较，统一按照机组一个大修周期（40000h）风机所需更换的备品备件来比较。经过机组一个大修周期后，动调风机更换一组动叶片的费用约为：40万元/台套，后导叶0.6万元/台套，主轴承和数十个叶柄轴承共约12万元/台套，进口密封元件约8万元/台套，液压油站元件10万元/台套，即动调风机一个大修周期后所需要的检修费用总计约70.6万元；经过机组一个大修周期后，静调风机更换一组动叶片的费用约为：20万元/台套，后导叶12万元/台套，主轴承约10万元/台套，即静调风机一个大修周期后所需要的检修费用总计约31.2万元；七、结论针对茂名热电厂引风机选型所