上海鼓風機廠有限公司 朱衛(wèi)平 邵俊菱

大型電站鍋爐引風機型式比較

上海鼓風機廠有限公司 朱衛(wèi)平 邵俊菱

介紹了燃煤電站鍋爐引風機的不同型式，并就軸流式風機和離心式風機在節(jié)能、可靠性、耐磨性方面做了詳細的對比,得出動葉可調(diào)軸流式風機在各個指標上有較大優(yōu)勢。

電站；風機;軸流式;離心式;經(jīng)濟;可靠性

0 引言

風機是電站鍋爐系統(tǒng)重要組成部分之一，作為一個耗能大戶,如何選擇合適的風機是制造廠商和電廠業(yè)主需要認真思考的問題,下面以某工程引風機項目參數(shù)為例對風機的形式進行經(jīng)濟性和可靠性比較。根據(jù)某電廠300MW機組,每臺爐需配置兩臺最大風量1080000m3/h、全壓為10100Pa的引風機，根據(jù)風機的實際參數(shù)，風機選型可以采用動葉可調(diào)軸流式或雙吸雙支撐離心風機+變頻方案。

1 風機結(jié)構(gòu)形式

1.1 動葉可調(diào)軸流式

動葉可調(diào)軸流式風機包括:進口膨脹節(jié)、進口風箱、機殼、轉(zhuǎn)子、擴壓器、聯(lián)軸器及其保護罩、調(diào)節(jié)裝置及執(zhí)行機構(gòu)、液壓及潤滑供油裝置和測量儀表、風機出口膨脹節(jié)、進、出口配對法蘭。電動機通過中間軸傳動風機主軸,在運行中通過調(diào)節(jié)動葉片角度與系統(tǒng)工況相匹配，其工況范圍不是一條曲線,而是一個面,所以流量、壓力變化范圍大及高效率運行區(qū)寬廣,基礎(chǔ)可以設(shè)置為剛性基礎(chǔ)或彈性基礎(chǔ)。

1.2 雙吸雙支撐離心風機加變頻

雙吸雙支撐離心風機包括:進口膨脹節(jié)、調(diào)節(jié)門、進氣箱、機殼、轉(zhuǎn)子、調(diào)節(jié)裝置、潤滑油站等。轉(zhuǎn)子軸承可以采用滾動軸承或滑動軸承,調(diào)節(jié)方式有調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)、液偶調(diào)節(jié)、變頻器調(diào)節(jié),考慮到節(jié)能,本文分析按變頻調(diào)節(jié)考慮。

2 風機選型結(jié)果

根據(jù)設(shè)計院提供的參數(shù)，該引風機設(shè)定為2個工況點，按工況對參數(shù)進行選型，得出兩種方案如表1所示。

方案1(動葉可調(diào)軸流式)選用動葉可調(diào)軸流式風機,每臺爐配備2臺風機,風機型號為SAF26-17-2,風機葉型為DA16,風機直徑2600mm,轉(zhuǎn)速為990r/min,風機最大軸功率為3342kW。動葉可調(diào)風機性能曲線見圖1。

方案2(雙吸雙支撐加變頻)選用雙吸雙支撐離心式風機加變頻調(diào)速,,每臺爐配備2臺風機,風機型號為1788AZ/1820,風機直徑3240mm,轉(zhuǎn)速為980r/min,單臺風機最大軸功率為3695.5kW。離心式風機加變頻曲線見圖2。

表1 參數(shù)選型兩種方案

圖1 動葉可調(diào)風機性能曲線

圖2 離心式風機加變頻曲線

3 經(jīng)濟性分析

3.1 風機運行經(jīng)濟性分析

初步設(shè)定,該風機1年工作8000h,按照BMCR工作點運行8000h,每kWh電價0.6元,現(xiàn)按動調(diào)和離心加變頻進行經(jīng)濟性分析,分析結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，兩者運行費用差值為232.16萬kWh，按照每kWh電0.6元計算，可節(jié)約電費139.296萬元，動調(diào)風機節(jié)能效果非?？捎^。

3.2 風機的一次性投入分析

僅考慮風機本體及配套電動機的情況下,2臺動葉可調(diào)軸流式風機及其電機的總價為400萬元左右,2臺離心式風機總價(不考慮變頻)為330萬元左右?？紤]到離心式風機每臺需配備1套變頻裝置,而每臺爐需配備2套變頻裝置,每臺離心風機配備1臺4100kW電機,則需要配備2臺4100kW的變頻器,每臺變頻器價格超過200萬元,即離心加變頻總價為730萬元。

綜上，從經(jīng)濟性角度，動葉可調(diào)軸流式風機較離心式風機加變頻有較大的優(yōu)勢。

4 動葉可調(diào)軸流風機的可靠性

隨著系統(tǒng)容量的擴大,風機的安全可靠性已成為用戶的第一要求。近年來,生產(chǎn)廠家不僅加強風機運行的可靠性,而且從售前、售中、售后的各個環(huán)節(jié)入手,在選型、設(shè)計計算、制造工藝、安裝施工、運行操作和檢測維護等各個技術(shù)領(lǐng)域上改進完善提高各項技術(shù)要求和加工檢測手段,逐步提高風機的可靠性。

4.1 轉(zhuǎn)子設(shè)計及其選材

根據(jù)引進德國某公司技術(shù)資料進行轉(zhuǎn)子設(shè)計,轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強度和疲勞強度計算上的安全系數(shù)均嚴格按照相關(guān)規(guī)定。為保證風機安全運行,在風機的材料選用上,遵循相同部件材料機械強度不低于德國某公司材的機械強度,同時材料的金屬元素成分均基本與該公司選用的相一致。

為了保證用戶長時間的安全穩(wěn)定運行,在葉片、主軸承、電動執(zhí)行器等部件設(shè)計時使用壽命均按70000h考慮,1個大修期4年除了正常維護外,無需更換軸承、液壓調(diào)節(jié)裝置等關(guān)鍵部件。

4.2 風機耐磨性

引風機的介質(zhì)為含有一定量的SiO2、Al2O3等硬度較大顆粒,對葉片壽命影響較大,需采取一定的防磨措施,動葉可調(diào)軸流式風機采取以下耐磨措施:

（1）風機葉片母材選用機械性能極為穩(wěn)定的碳合金鋼15MnV。

（2）在葉片的迎風面、背弧部分區(qū)域噴涂鎳基合金,硬度為HRC58-60,厚度約為0.2mm。

表2 兩種型式風機的經(jīng)濟比較

（3）由于磨損主要發(fā)生在葉片的進氣邊,需對葉片進氣邊再作加強,噴涂HRC硬度達70以上的碳化鎢,厚度約為0.2mm。

（4）由于碳化鎢顆粒較大,顆粒之間有較大間隙,因此需在此基礎(chǔ)上噴涂顆粒細小結(jié)合率好的W2C。

（5）大量風機的實踐證明,該耐磨措施可以保證在含塵量小于200mm/Nm3的情況下,葉片使用壽命達50000h以上。自引進技術(shù)至今,已有上千臺動葉可調(diào)軸流風機在國內(nèi)外安全運行。

5 安裝檢修維護

離心風機結(jié)構(gòu)簡單,但軸承損壞較多且次數(shù)頻繁,一旦損壞,需要停機進行大量的更換。離心風機單件由于體積龐大,運輸需剖分,現(xiàn)場拼接安裝工作復(fù)雜。軸流風機雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但由于各零件能獨立更換,更換方便,軸流式風機只需要定期進行大修維護,一般大修周期為4年,此外維護工作相對較小。安裝時軸流式風機單件體積較小,現(xiàn)場安裝工作量小。

6 結(jié)語

綜上所述,選擇動葉可調(diào)軸流式風機比離心式風機具有一次性投資和能耗低等多方面優(yōu)勢。在滿足電廠鍋爐系統(tǒng)引風機工況要求下,選擇動葉可調(diào)軸流式風機為最佳方案。

[1]顧恒慶,萬方．電站大型風機的選擇

[J]．熱機技術(shù),2001,(01)．

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