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毕业设计600MW锅炉引风机的选型docdoc

时间:2020-02-28 21:14   tags: 产品三类  

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  摘 要 风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一,其所消耗的电量约占电厂总发电量的2~3%。随着用电量的不断增长和能源问题的出现,电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视。因此,世界各国都在研究降低风机电耗的方法。600MW电站锅炉风机采用离心式还是轴流式风机,通过对性能和经济性,安装等方面的比较。目前用于火力发电厂的国内生产的高效离心式送、引风机,在实际运行中并未发挥出高效风机的“高效”这个优势,而处于高效风机低效运行的状况。究其原因,最根本的还不在于选型、风机与管道系统性能的匹配以及安装、维修等方面,而在于风机的调这对电站锅炉本身的效率和电厂的经济效益有直接的关系,对风机的安装及维护也有重大的意义。 我国从80年代初期就开始致力于发展600MW亚临界机组,1985年从国外引进的第1台600MW机组在内蒙古元宝山电厂投运。随后,又引进了多台亚临界和超临界机组,并采用引进技术生产并投产了多台600 MW热力发电机组。运行实践表明,亚临界和超临界机组在技术上是成熟的,为我国研制超临界机组积累了宝贵的经验。 三大动力集团80年代末、90年代初开始了超临界关键技术的研究工作。分别与国际上拥有先进超临界技术的公司进行了广泛的国际间技术交流与合作。石洞口二厂引进600 MW超临界机组,给上海发电机组制造业带进了超临界机组部分的设计制造技术。外高桥2×900 MW分包制造,又掌握了超临界关键部件的设计技术。随着引进技术的消化、转化,超临界机组设备国产化的条件已逐步成熟。 本文结合近年来大型锅炉机组选择经济合理的风机系统,针对分析当该锅炉分别采用入口导叶和双速电机联合调节的离心式风机或动叶调节的轴流式风机,进行其运行和调节特点的分析。通过比较给出经济合理的风机选型方案。 关键词:轴流;离心风机;可靠性;运行特点 Abstract Fan is the main power plant auxiliary equipment boilers, one of the electricity they consume a total power generating capacity accounts for about 2 ~ 3%. With growing electricity demand and energy problems, the plant running fan of the growing economic importance for the people. Therefore, all countries in the world to reduce the wind in the study of methods of mechanical and electrical consumption. 600MW power plant boiler using centrifugal blower or axial fan, through the performance and economy, comparative installation. At present, domestic production of coal-fired power plants for the efficient delivery of centrifugal, suction fan, not in the actual operation of play Fans of the highly efficient high performance of this advantage, and in the efficient running of the state of inefficient fan. The reason is not the most fundamental selection, fan and pipe system to match the performance and installation, maintenance and so on, but fans of the tune itself for power plant boiler power plant efficiency and cost-effectiveness is directly related to, on the installation and maintenance of fans also have great significance. China from the early 80s began to develop 600MW sub-critical units, introduced from abroad in 1985 the first unit 1 600MW power plant in Inner Mongolia and put into operation Yuanbaoshan. Later, the introduction of multiple sub-critical and supercritical generating units, using the introduction of technology and production of more than 600 MW thermal generating units. Running practice shows that sub-critical and supercritical unit is technically mature, for the development of supercritical units in China has accumulated valuable experience. The three major driving force for the Group at the end of the 80s, early 90s ultra-critical study of key technologies. With the international advanced supercritical technology for a wide range of international technical exchange and cooperation. The introduction of Shidongkou Plant 600 MW supercritical generating units, generator sets to the Shanghai manufacturing supercritical generating units into the design and manufacture of technical parts. 2 × 900 MW Waigaoqiao sub-manufacturing, and mastered the key components of supercritical design technology. With the introduction of technology digestion, transformation, unit equipment supercritical conditions has been made to gradually mature. In this paper, a large boiler unit in recent years, economic and rational choice of fan systems, for analysis were used when the boiler entrance guide vane and the joint regulation of two-speed electric fan or the centrifugal rotor axial fan adjustment, operation and regulation of its characteristics analysis. By comparing the fan is given a reasonable selection of the economic program. Key words:axial,centrifugal fan operating characteristics of the reliability of 目 录 摘 要 I Abstract I 目 录 - 1 - 第一章 绪论 - 2 - 1.1轴流式风机与离心式风机的简单介绍 - 2 - 1.1.1离心风机 - 2 - 1.1.2轴流风机 - 2 - 1.2入口导叶调节离心式风机和动叶调节的轴流式风机的特性曲线的区别与运行特点 - 2 - 第二章 离心式与轴流式通风机的工作原理及特性比较 4 2.1静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能 4 2.2 三种型式风机调节性能的比较 4 2.3各型风机对吸风机的适应性 4 第三章 600MW机组引风机配置情况特点及系统简述 7 3.1国内600MW机组引风机配置情况 7 3.2各类引风机的特点 7 3.2.1动叶可调轴流风机 7 3.2.2静叶可调轴流风机 8 3.2.3定速离心风机和双速离心风机 8 3.3实例工程锅炉和燃烧系统简述 9 第四章 轴流引风机内部研究及经济性的比较 10 4.1轴流引风机各部件内流研究状况 10 4.2电机联合调节的离心式风机动叶调节的轴流运行和调节特点的分析 10 第五章 600MW燃煤机组吸风机选型的探讨 13 5.1 风机选型介绍 13 5.2吸风机选型依据 13 5.3国产风机生产状况及600mw级机组风机装设情况 14 5.3.1风机的调节方式及调节性能 14 5.3.2静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能 15 5.3.3型式风机调节性能的比较 16 第六章 轴流式与离心风机的经济性比较 17 6.1国产大型锅炉风机的可靠性和经济性 17 6.2轴流式与离心式风机噪声比较及降低噪声措施 21 结 论 24 致 谢 25 参考文献 26 第一章 绪论 1.1轴流式风机与离心式风机的简单介绍 1.1.1离心风机 离心风机是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的机械,它是一种从动的流体机械。离心风机风量大效率高、运转平稳躁声低、结构完整便于维护拆装方便等优点。离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;锅炉和工业炉窑的通风和引风;空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等。 1.1.2轴流风机 轴流,就是与风叶的轴同方向的气流(即风的流向和轴平行),如电风扇,空调外机风扇就是轴流方式。轴流风机又叫局部通风机,是工矿企业常用的一种风机,它的电机和风叶都在一个圆筒里,外形就是一个筒形,用于局部通风,管道加压送风等,所以很多客户也叫圆筒风机、管道风机。安装方便,通风换气效果明显,安全,可以接风筒把风送到指定的区域. 1.2入口导叶调节离心式风机和动叶调节的轴流式风机的特性曲线的区别与运行特点 离心式风机的调节方式和调节性能离心式风机的调节方式一般有3种,即进口挡板调节、进口导叶调节和变转速调节。进口挡板调节是最简单的调节方式,也是最不经济的调节方式。它是在低负荷时用减小挡板开度的办法进行调节。在减小挡板开度时并不能改变风机的流量E压头特性曲线,而是人为的增加通道阻力。挡板调节的经济性很差,所以一般不采用这种调节方式。进口导叶调节是通过改变风机入口的气流方向来改变风机的特性曲线。离心式风机的这种调节方式只能向着流量和压头减小的单方向调节。这也使风机的效率降低,但与进口挡板调节相比,其功率消耗要◆◁•小。由于导叶调节的结构和维护都比较简单,所以是应用最普遍的调节方式。变转速调节是采用液力偶合器、调频电动机等来改变风机的转速,从而改变风机的特性曲线。由于风机在不同的转速下对应的风机效率实际上是相同的,所以这种调节方式是最经济的。大功率的液力偶合器和调频电动机目前国内生产的较少,因而在大容量机组上尚无使用先例。采用较多的是用双速(双绕组)电动机来拖动,使风机可在两种转速下运行。这种调节方式不能单独使用,应与导叶联合使用进行调节。在某一负荷之上,风机以高转速运行;当降低到一定负荷时,风机可切换到低转速运行。这样可以弥补由于负荷变化过大而引起风机效率大幅度降低。 第二章 离心式与轴流式通风机的工作原理及特性比较 2.1静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能 静叶可调轴流式风机是采用进口导叶调节方式。它与离心式风机不同的是,不仅能向减少流量、压头的方向调节,也可在一定范围内反向调节。就是借助进口导叶反向调节所获得的负旋绕来增加流量和压头,这样可以采用比流量、压头最大值稍低的参数进行风机的选型,使该工况点位于风机效率的最高点,使低负荷时的风机效率相对降低少一些。运行实践表明,静叶可调轴流式风机对叶轮进口气流条件不敏感,可以采用简单进口导叶调节方式来获得较好的调节性能。在相同条件下,静叶可调轴流式风机可在较大负荷变化范围内获得较高的平均效率。静叶可调轴流式风机的调节特性优于离心式风机的调节特性。 2.2 三种型式风机调节性能的比较 离心式风机和动叶可调轴流式风机的等效率曲线均为椭圆形,动叶可调轴流式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本平行,而离心式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本垂直。静叶可调轴流式风机的等效率曲线为圆形,其最高效率低于动叶可调轴流式风机。由此看出,静叶可调轴流式风机在变负荷运行时,与离心式风机一样,效率降低较快;动叶可调轴流式风机的高效率区域较广。因而在变负荷时,动叶可调轴流式风机具有最佳的调节特性,静叶可调轴流式风机次之,离心式风机最差。 2.3各型风机对吸风机的适应性 离心式、静叶可调和动叶可调轴流式风机都可作为吸风机。在过去的设计中,由于环境保护对烟气含尘量的要求不甚严格,烟气含尘量往往偏高,吸风机的选型比较重视风机的耐磨性。随着国家对环境保护工作的重视,允许排放的烟气含尘浓度越来越低,吸风机的磨损问题已不再是风机选型的关键。而吸风机运行的经济性则成为风机选型值得重视的问题。风机叶轮的磨损速率与其转速的平方成正比,与烟气冲刷叶片的速度的3.5次方成正比。各种风机所需的叶轮圆周速度取决于它们所能达到的压力系数H。压力系数H大的风机,达到相同压头需要的叶轮圆周速度小,其转速就可以低一些,含尘气流对风机叶轮的磨损就轻一些。动叶可调轴流式风机(单级叶轮)H=0.15-0.2;静叶可调轴流式风机H=0.35-0.4;离心式风机H=0.4。在保证相同风机压头的条件下,动叶可调轴流式风机需要叶轮的圆周速度较高,对烟气含尘量的适应性较差;静叶可调轴流式风机对烟气含尘量的适应性居中;而离心式风机需要的圆周速度略低于静叶可调轴流式风机,它的烟气含尘量的适应性最佳。从磨损角度看,离心式风机最优,静叶可调轴流式风机次之,动叶可调轴流式较差。如上所述,由于环境保护要求的提高,烟气的含尘量大大降低。同时,各风机制造厂在轴流式风机耐磨方面做了大量的工作,使叶轮的使用寿命大大提高。上海鼓风机厂对动叶可调轴流式风机和静叶可调轴流式风机用作吸风机时,都采取了防磨措施。动叶可调轴流式风机的叶片采用低碳合金钢,表面采用热喷涂工艺喷涂硬质合金(碳化钨加粘接剂)耐磨层+能在烟气含尘浓度350-400mg/m3情况下,安全运行26000小时以上。并且在叶片表面磨损后,可进行3-4次修补后继续使用。对静叶可调轴流式风机,以往一般不采用防磨措施,在叶片磨损后必须更换叶片,即将叶片从叶轮上割去并将轮毂表面打磨平整,沿周向另一位置焊接新叶片,这种修复可进行3-4次。最近该厂进行了在静叶可调轴流式风机动叶片头部和工作面喷焊耐磨层的试验,效果良好。经过喷焊耐磨层的动叶片在烟气含尘浓度200mg/m3情况下,使用寿命达50000以上。含尘浓度在一定范围内增加(如到400mg/m3)叶片的寿命大致与烟气含尘浓度成反比。豪顿华工程有限公司对动叶可调轴流式风机用作吸风机时,根据烟气含尘浓度的不同,采用不同的叶片材料和防磨措施。当含尘浓度≤100mg/m3时,叶片采用铸铝或锻铝,叶片的迎风面上有可更换的具有硬铬涂层的不锈钢防磨衬板,防磨衬板的最小使用寿命为16000小时;当含尘浓度大于100mg/m3且≤300mg/m3时,叶片采用铸铁,使用寿命最小为24000当含尘浓度更高时,可考虑使用具硬铬涂层的不锈钢防磨衬板;在特殊情况下,也可采用钢制材料。对静叶可调轴流式风机根据烟气含尘浓度也采取了防磨措施。一般当含尘浓度在100mg/m3时,不需要特殊的防范措施;当含尘浓度在1000mg/m3时,对材料采取特殊的磨措施,可在叶轮表面焊上抗腐蚀材料钨铬钴合金。沈阳鼓风机厂引进丹麦诺文科公司技术生产的动叶可调轴流式风机采用铸铝叶片(加不锈钢镀硬铬耐磨鼻),仅能适应烟气含尘浓度在150mg/m3以下,而且在600WM机组上曾出现过问题,该厂也在开发钢叶片,其耐磨性也将有较大的提高。 总之,由于烟气含尘浓度的降低和轴流式风机耐磨性的提高,吸风机无论采用静叶可调轴流式或动叶可调轴流式都是可行的。离心式风机用作吸风机从技术上看不存在问题,而且它对烟气的含尘浓度适应性更强。其最大的问题是低负荷运行时效率太低,运行经济性极差。为了提高其运行经济性,以往曾采用双速电动机,这又增加了设备价格和运行复杂性。考虑到离心式风机设备价格高(风机质量大)、运行经济性差等问题,建议不将离心式风机用作吸风机。 第三章 600MW机组引风机配置情况特点及系统简述 3.1国内600MW机组引风机配置情况 国内已运行的600MW机组的引风机大多采用双速离心风机,如平好电厂、北仑港电厂、哈三电厂二期等,邹县电厂三期采用了动叶可调轴流引风机,设计中的吴径电厂八期引风机采用动叶可调轴流风机,正在施工的扬州第二发电厂选择了单速离心风机作为引风机。静叶可调轴流风机尚无业绩。 3.2各类引风机的特点 目前,大型电站引风机国内可以选择型式大致有:动叶可调轴流风机、解叶可调轴流风机、双速离心风机、定速离心风机。动叶可调轴流风机动叶可调轴流风机,有一套液压调节系统,可以在运行中调节动叶片的安装角,改变风机特性使之与运行工况相适应。风机较为轻巧,但转子外沿线速度较高,风机转速较高。 3.2.1动叶可调轴流风机 由于有一套液压调节系统,结构上比较复杂,风机初投资较高。动叶可调轴流风机效率曲线近似呈椭圆面,长轴与烟风系统的阻力曲线基本平行,风机运行的高效区范围大,调节性能好。风机耗功少,运行费用低。动叶可调轴流风机压力系数小,故风机达到相同风压时需要的转子外沿线速度高,作为引风机,含尘气流对叶轮的磨损问题比其它型式的风机要大些,不作耐磨处理时,一般只能承受150mg/Nm”的含尘量。为了提高叶片的使用寿命,可采用钢叶片表面喷焊耐磨层的措施。叶片经过耐磨处理后,含尘量应不高于300一35omg/Nm3。虽然动叶可调轴流风机有一套复杂的液压调节机构,但从国内运行的300MW、600MW动叶可调轴流风机来看,其可靠性较高,检修工作量并不大。需要经常检修维护的部件主要是动叶片,动叶可调轴流风机的动叶片与轮毅是螺栓连接,叶片更换相对于其它型式风机简单得多。液压系统主要是液压缸密封件的检修维护、油系统漏油问题的解。 3.2.2静叶可调轴流风机 静叶可调轴流风机的叶轮子午面流道,沿着流动方向急剧•☆■▲收敛,气流速度迅速增加获得动能,并通过后导叶、扩压器将部分动能转换成努压能,扩压器的设计是风机性能的关键。风机对叶轮人口条件不太敏感,采用简单的人口导向器调节方式可以获得较好的调节性能。风机结构比较简单,转速比动叶可调轴流风机低。简单地说,静叶可调轴流风机在结构复杂性和性能表现上都介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。静叶可调轴流风机结构上较简单,风机初投资较低。 静叶可调轴流风机效率曲线近似呈圆面,风机运行的高效区范围、风机效率、调节性能、运行费用均介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。静叶可调轴流风机转子外沿的线速度较低,对入日含尘旦的适应性比动叶可调轴流风机耍好,含尘量一般应在40omg/Nm3下。静叶可调轴流风机的结构比较简单,需要维护的部分少。据制造厂介绍,后导叶是最主要的易磨件,已被设计成可拆卸式,更换方便。风机叶片是焊在轮毅上的,长期运行磨损后的更换比较麻烦,基本上都得返厂进行。静叶可调轴流风机的失速区比其他类型风机宽。风机启动时,由于风量小、并能较快通过失速区,目前运行的大机组风机中失速间题并不很明显。在调峰机组上,低负荷长期运行有可能进人失速区,喘振现象就会比较突出,但现在制造厂已找到了解决方法一加装分流器,从而使高负荷时风机效率基本不变,低负荷时效率有所下降,但避免了失速。 3.2.3定速离心风机和双速离心风机 离心风机结构简单,运行可靠,耐磨性比轴流风机好,但大型风机较为笨重。风机的调节方式有进口导叶调节、进口挡板调节和变转速调节三种型式。进口导叶调节是通过改变风机人口气流方向改变风机的特性曲线,其效果比静调风机人口导向器的调节效果差。进口挡板调节,则不改变风机特性曲线,靠人为增加系统阻力的方法调节风量,是最简单但最不经济的调节方式。变转速调节是通过变速电机或液力偶合器的手段改变风机转速,使风机效率在负荷变化时仍保持稳定的高效率。此种调节手段效果最好(甚至比轴流风机还要好),但目前变速电机和液力偶合器价格太贵,国内变速电机制造技术尚不过关,在大型电站风机上还不具备使用条件,至多只能采用双速电机的方法改善风机的性能。而风机的调节,在条件许可时,宜优先采用导叶调节方式。大型离心风机尺寸、重量大,这给制造、运输、安装和检修都带来了一定的困难。而且耗费材料量大,风机初投资高。离心风机效率曲线近似呈椭圆面,短轴与烟风系统的阻力曲线基本平行,风机运行的高效区窄,调节性能相对差些。定速离心风机运行费用比动、静调风机都高出较多。双速离心风机按《火力发电厂设计技术规程》的要求,低速档宜满足汽轮机带额定负荷并处于高效区运行,但为了避免频繁变换转速,一些电厂将BMCR工况设在低速挡风机的最高效率点上(当然这可能会使T.B点效率有所降低,并抬高风机初投资)。运行费用比动调风机略高,与静调风机相比,则要视具体风机情况和机组负荷分配的情况而定。离心风机的结构特点决定了其压力系数较高,因此其耐磨性是几类风机中最好的,尤其是双速离心风机,在低转速运行时磨损比定速风机更小。离心风机结构简单,需要维护的主要是叶轮,它的检修并不复杂,磨损不太严重时,可以采用补焊的方法,但它的外形大、叶轮本体和主轴重量都很重,对起吊设施要求高。由于大型离心风机的叶轮均是热套在主轴上的,叶轮磨损严重时,更换叶轮非常困难。双速离心风机在国内的运行实◆▼践中,双速电机工作时存在的换档问题一直未能很好地解决。大多数电厂都不愿意牺牲风机在高负荷时的可调性将风机定在低速运行,故风机仍定速在高速档运行,无法达到理想的效果。 3.3实例工程锅炉和燃烧系统简述 该工程Zx60OMW汽轮发电机组的大主机选用哈尔滨三大动力厂设备。机组要承担基本负荷,并具有一定的调峰能力。所配锅炉由哈尔滨锅炉有限责任公司(以简称哈锅)生产,锅炉型式为国产引进型煤亚临界控制循环汽包炉,一次中问再热单炉膛平衡通风,H型布置,摆动式燃烧四角切圆燃烧,固态排渣,全钢构架。锅炉主要参数如下(BMCK工况):锅炉型号:HG202317.6一YM4锅炉最大连续蒸发量:2023t/h过热器出口蒸汽压力:176MPa(g)过热器出口蒸汽温度:540℃再热蒸汽流量:1654t/h再热蒸汽出口蒸汽压力:3.67MP(g)再热蒸汽出口蒸汽温度:540℃给水温度:281.3℃排烟温度(修正前):131℃锅炉保证热效率(按低位发热量):93%不投油最低稳燃负荷:30%B一MCR。 该工程设计煤种为准格尔露天煤矿混中块煤,校核煤种1为准格尔一黑岱沟1一商品煤,校核煤种2为晋北代表性煤。 本工程燃烧系统采用MPS中速磨煤冷一次风机正压直吹系统。空气预热器为分仓容克式空气预热器。电气除尘器保证尘效率为99.2%。 引风机计算风量(BMCR工况):480m3/s选型风量(T.B点):552m3/s计算压头(BMCR工况):3976Pa。 第四章 轴流引风机内部研究及经济性的比较 4.1轴流引风机各部件内流研究状况 目前,大型电站引风机国内可以选择的型式大致有:动叶可调轴流风机、静叶可调轴流风机、双速离心风机、定速离心风△▪▲□△机。离心风机结构简单、运动部件少、易于维护、运行可靠,在我国有比较成熟的运行和维护经验。但随着机组单机容量的增加,离心风机的尺寸增大,叶轮材料的强度受到影响,因焊接问题引起的叶片断裂或风机损坏的事故时有发生,因而离心风机运行的可靠性有所下降。近几年由于轴流风机的高效性和调节特性引起了人们的关注,很多风机生产厂家对它们的可靠性作了广泛的研究和改进,已经有了很大程度的提高。 4.2电机联合调节的离心式风机动叶调节的轴流运行和调节特点的分析 目前国内有很多电厂采用了轴流风机,其可靠性已得到了实践证明。在检修维护方面,由于动叶调节轴流风机增加了一套复杂的高速旋转的调节机构和液压调节系统,其检修工作量比静叶调节轴流风机和离心风机要大,检修工艺要求也比后两者高,而静叶调节轴流风机检修工艺又比离心风机的要求高。离心风机和静叶调节轴流风机都是采用入口导流器调节,但离心风机只能采用向着风量、风压减少的单方向调节,即产生正旋绕;而静叶调节轴流风机,不仅能减少性能参数,而且借助于入口导流器在一定范围内的反方向调节所获得的负旋绕也能增加性能参数,这样就可以利用比最大值稍低的参数进行风机的选型计算。静叶可调轴流通风机使用的是单板式叶片,它借助其静止的叶片在一定范围内的调节来改变风机的内特性,就是说气体的正负旋绕都能改变风机的性能,即能实现双向调节(其等效曲线近似为椭圆),因而该风机具有较宽的调节范围以及有较高的较率。由于静叶可调轴流通风机其子午面上的流动不是常量而是加速的,因此它的逆压力梯度小,扭速u较大,在气流不分离的前提下,允许气流的转折角非常大,这就使得它的做功能力很强,接近中压离心通风机的压力系数。同时,还能改变叶轮的进气条件,提高风机的性能,所以静叶调节轴流风机的性能优于离心风机。动叶调节轴流风机通过液压调节油站、调节臂、液压缸及叶片调节机构等带动动叶在运转过程中改变叶片的安装角,以获得风机流量和压力的变化。由于动叶安装角改变,使得该风机冲击损失较小、效率较高,并且具有调节幅度深和非常宽广的调节范围,因此动叶调节轴流风机可在很大变工况下(特别是在阻力很小时)保持较高的效率,其调节特性和变工况的适应性◆●△▼●比离心风机和静叶调▲=○▼节轴流风机都好。300MW以上大容量火电机组广泛采用动(静)叶调节轴流通风机作为锅炉的引风机。而轴流式引风机运行工况直接关系到锅炉以至整个机组运行的安全经济性,因此对轴流引风机进行结构研究与优化有十分重要的意义。动叶可调轴流式风机具有体积小、重量轻、占地少和效率高等许多优点,是大容量火电机组理想的配套风机。动叶调节轴流风机可在很大变工况下(特别是在阻力很小时)保持较高的效率,其调节特性和变工况的适应性比离心风机和静叶调节轴流风机都好。同时动叶可调轴流式风机的叶片耐磨性差,降低了风机的可靠性和安全性,因此这种风机叶型研究与优化以及风机流道的改善是值得我们去做的工作。目前国内外对轴流引风机的研究主要集中在风机的调节、选型,进气箱的改造,叶片的设计,前后导叶的优化设计等方面。杨朝刚对国内多家电厂的引风机配置进行了数据采集,从锅炉引风机的性能参数范围和应用模式等方面对300MW,600MW锅炉机组引风机选择作了详细分析。结果表明,对300MW和600MW等级锅炉机组而言,其引风机以静叶可调子午加速轴流风机为最优方案。吴克启、胡胜利使用三维粒子动态分析仪(3D-PDA),对包含复杂形状进气箱的旋转叶轮内的三维流场,在周向不同位置进行了激光测量并与不带进气箱的该旋转叶片排内的流场作了比较。测量结果的对比,揭示了其流动图谱沿周向不同位置的各不相同性,实验考察了这类复杂进气箱对旋转叶轮内流场的复杂影响。实验为了解这类复杂形状进气箱对叶轮内流场影响的总体机制及其湍流特性提供试验数据和进一步研究的参考。魏兵海、吴克启利用数值计算和实验结果,对影响叶轮机械性能及内流因素如流条件(前置进气箱、进口速度畸变、预旋等)进行了讨论。结果表明,前置复杂形状进气箱产生不均匀进口压力损失,箱内流动伴随着轴套绕流导致箱内气体流动的不均匀性,会恶化进口流场结构和性能并使不稳定性增大。进口周向速度畸变会使得喘振边界点左移和缩小喘振裕度甚至会导致喘振现象。设计时预旋方案及预旋量的选取需要从气动设计和结构方面加以考虑。胡胜利、吴克启[50]使用三维粒子动态分析仪(3D-PDA),对一具有几何形状的大型风机进气箱内部三维流场进行了测量。测量结果表明,在进气箱的轴套下方区域以及靠拐弯内侧的锥筒进口区域有较大的湍流度值,靠进气箱出口截面上的二次流图谱与一般90o弯道进口的二次流图谱存在差别。10吴克启、区颖达等用5孔探针分别测量了后置导叶和后置蜗壳斜流风机在±15o进口预旋时的流场结构,并与进口无预旋时的流场结构作了对比。比较表明,负预旋虽加大了叶轮对气体的加功量,同时也增大了进口全压损失且恶化了流场结构。罗勇、马材芬对目前300MW发电机组上常用的锅炉引风机进气箱进行了改型设计,在不增加制造难▪…□▷▷•度的前提下,通过调整进气箱的出口收缩段的起始截面,进气箱进口截面形状,箱体的斜板倾角,出口收缩段应的收缩度等部位来改善流场。改型后的进气箱其内部流场明显优于目前定型的此类进气箱。罗勇、李敏霞对大型锅炉引风机进气箱模型进行了进一步的改型试验研究,发现影响进气箱性能的另一重要因素是进气箱出口吸力面附近存在的严重分离与回流现象。此现象的存在不仅影响机器的整机效率,而且还将加剧机器的气动噪声。给出了进气箱进、出口面积比的合适范围。 杨春、李秋实通过数值模拟和实验研究,对不同结构形式的轴流风机进行了对比分析。找出了由于风机生产条件限制而造成的几种不当结构影响风机整体性能的原因,以及风机中主要损失产生的位置。结果表明,在风机原始设计过程中,应从整体优化的角度出发,预先考虑工厂中产品实际配装的几何结构形式,然后调整相关气动设计参数,从而要使气动设计与产品实际结构相匹配。 吴◇•■★▼克启、赖焕新采用数值模拟的方法对某斜流风机从进气箱到叶轮出口的整体流场进行了模拟,具体分析了对叶轮内的流动及整机性能有较大影响的复杂形状进气箱内的流动细节,揭示了斜流风机内部流动的粘性特征。 罗勇、马材芬以试验为手段,以进气箱的出口速度分布及绝热效率为评价指标,揭示了大型子午加速轴流引风机进气箱内轴套直径变化对其性能的影响。得出了轴套直径在一定范围内变化时,对进气箱的效率及出口速度分布均影响甚小,在引风机改型设计中,可以通过调整轴套直径来避免出口速共振。出口截面速度分布为其后部叶轮内流场的数值计算提供了真实的边界条件。 黎国强对大型轴流可调式引风机经常出现的喘振问题进行了研究。结果表明,采用多变量控制引风机热力学能量头的方式可防止风机的喘振。杨永钊,王松岭,傅松通过分析进气箱的作用,提出电厂一些常见风机进气箱(主要包括离心通风机和轴流式通风机)存在着效率不高的问题。结合国内外的研究成果,总结出设计或改型进气箱时应该注意的原则和方法,为改造现有电厂风机的进气箱形状从而提高其运行效率指出了一个方向。 李景银,吕峰,黄靓对带有和没有进气箱的轴流风机进行了多个工况的整机三维流场分析。结果表明,在符合良好流场设计原则的进气箱内部出现了明显的流动分离,该分离导致的进气箱出口速度不均匀分布引起了轴流风机的效率明显下降,但是出口压力却略有上升的效果。 第五章 600MW燃煤机组吸风机选型的探讨 5.1 风机选型介绍 吸风机是锅炉机组的主要辅机,是机组安全和经济运行的关键设备。因而,合理选择其型式是电站设计的主要内容之一。对于吸风机,可供选择的型式有离心式风机、静叶可调轴流式风机和动叶可调轴流式风机。对600mw机组而言,这3种型式风机在以往的工程中都采用过,均有运行业绩和丰富的运行及检修经验。吸风机采用较多的是双速离心式风机。随着对环境保护工作的重视,对排放烟气的含尘量要求更加严格。选用的电除尘器效率均在99%以上,烟气的含尘量已不再成为吸风机选型的决定条件。同时,随着轴流式风机制造工艺技术的提高,叶片的耐磨性能大大提高,静叶可调轴流式和动叶可调轴流式风机已开始在300MW和600MW机组上大量采用。这3种型式风机由于在价格、运行费用等方面不同,对电站的技术经济指标带来的影响不同。本文以托克托电厂投标资料为依据,对不同型式的风机用作吸风机进行技术经济方面的论证比较,以推荐合理的吸风机选型。 5.2吸风机选型依据 锅炉技术特性: 锅炉为国产引进型、亚临界、一次中间再热、强制循▷•●环汽包炉,平衡通风、四角摆动式燃烧器切圆燃烧,单炉膛、!型布置、全钢构架悬吊式结构,锅炉采用紧身封闭。其主要参数为: 最大连续蒸发量(BMCR)2008t/h 过热器出口蒸汽压力)17.5mpa 过热器出口蒸汽温度541℃ 再热器出口蒸汽温度541℃ 排烟温度126℃ 锅炉计算效率(低位热值)93.80% 锅炉燃煤量308.05t/h 锅炉采用静电除尘器和三分仓回转式空气预热器。 煤质资料: 锅炉燃用准格尔矿区烟煤,校核煤质为神府东胜矿区烟煤,其煤质特性资料见表1。 表1标准煤质特性 成分 符号 单位 对比 工业分析 挥发份 Vadf % 38-41 34.14 固定碳 FCar % 53.98 53.98 灰分 Aar % 26±4 4.04 水分 Mad % 3.84 8.04 全水分 Mtan % 13.25 14 低位发热量 Qnetar % 17981 25360 哈氏可磨系数 HGI % 57 57 5.3国产风机生产状况及600mw级机组风机装设情况 目前已为600mw机组提供配套风机的制造厂有上海鼓风机厂、沈阳鼓风机厂和豪顿华工程有限公司。上海鼓风机厂和沈阳鼓风机厂引进了国外公司的设计和制造技术,可以为600mw机组提供各种型式的风机。豪顿华工程有限公司是豪顿集团在中国的合资企业,生产基地设在山东威海,可根据豪顿公司的设计图纸进行制造。武汉鼓风机厂、成都电力机械厂等制造厂亦引进了国外公司的风机设计和制造技术,但在国内600mw机组上尚未采用过。离心式风机国内各风机制造厂都有成熟的设计和制造经验。沈阳鼓风机厂引进了加拿大诺文科公司的离心式风机设计和制造技术,上海鼓风机厂引进了德国;;公司的离心式风机设计和制造技术,使国产离心式风机的设计和制造质量有了很大提高。双速双吸离心式风机和单速双吸离心式风机已在多台600mw机组上用作吸风机和一次风机。豪顿华工程有限公司(豪顿集团)也有丰富的风机设计与实践经验和成功的业绩。 5.3.1风机的调节方式及调节性能 离心式风机与轴流式风机的设计最高效率差别不大,双吸离心式风机最高效率约88%,动叶可调轴流式风机最高效率约87.5%,静叶可调轴流式风机最高效率约88%,但在低负荷运行时,效率相差较大。这与风机的调节方式和调节性能有关。离心式风机的调节方式一般有3种,即进口挡板调节、进口导叶调节和变转速调节。进口挡板调节是最简单的调节方式,也是最不经济的调节方式。它是在低负荷时用减小挡板开度的办法进行调节。在减小挡板开度时并不能改变风机的流量E压头(Q-H)特性曲线,而是人为的增加通道阻力。挡板调节的经济性很差,所以一般不采用这种调节方式。进口导叶调节是通过改变风机入口的气流方向来改变风机的Q-H特性曲线。离心式风机的这种调节方式只能向着流量和压头减小的单方向调节。这也使风机的效率降低,但与进口挡板调节相比,其功率消耗要小。由于导叶调节的结构和维护都比较简单,所以是应用最普遍的调节方式。变转速调节是采用液力偶合器、调频电动机等来改变风机的转速,从而改变风机的Q-H特性曲线。由于风机在不同的转速下对应的风机效率实际上是相同的,所以这种调节方式是最经济的。大功率的液力偶合器和调频电动机目前国内生产的较少,因而在大容量机组上尚无使用先例。采用较多的是用双速(双绕组)电动机来拖动,使风机可在两种转速下运行。这种调节方式不能单独使用,应与导叶联合使用进行调节。在某一负荷之上,风机以高转速运行;当降低到一定负荷时,风机可切换到低转速运行。这样可以弥补由于负荷变化过大而引起风机效率大幅度降低。 5.3.2静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能 静叶可调轴流式风机是采用进口导叶调节方式。它与离心式风机不同的是,不仅能向减少流量、压头的方向调节,也可在一定范围内反向调节。就是借助进口导▼▼▽●▽●叶反向调节所获得的负旋绕来增加流量和压头,这样可以采用比流量、压头最大值稍低的参数进行风机的选型,使该工况点位于风机效率的最高点,使低负荷时的风机效率相对降低少一些。运行实践表明,静叶可调轴流式风机对叶轮进口气流条件不敏感,可以采用简单进口导叶调节方式来获得较好的调节性能。在相同条件下,静叶可调轴流式风机可在较大负荷变化范围内获得较高的平均效率。静叶可调轴流式风机的调节特性优于离心式风机的调节特性。 动叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能 动叶可调轴流式风机是利用改变动叶安装角度来进行风机流量和压头调节的。这种调节方式不但可以减小流量和压头,而且可在一定范围内增加流量和压头,这样就可以使风机在较大的负荷变化范围内获得较高的平均效率。动叶可调轴流式风机的调节性能优于静叶可调轴流式风机,比离心式风机更好。 5.3.3型式风机调节性能的比较 离心式风机和动叶可调轴流式风机的等效率曲线均为椭圆形,动叶可调轴流式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本平行,而离心式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本垂直。静叶可调轴流式风机的等效率曲线为圆形,其最高效率低于动叶可调轴流式风机。由此看出,静叶可调轴流式风机在变负荷运行时,与离心式风机一样,效率降低较快;动叶可调轴流式风机的高效率区域较广。因而在变负荷时,动叶可调轴流式风机具有最佳的调节特性,静叶可调轴流式风机次之,离心式风机最差。 第六章 轴流式与离心风机的经济性比较 6.1国产大型锅炉风机的可靠性和经济性 锅炉风机(送风机、引风机、排粉机或一次风机)是火电厂的主要辅机。除给水泵外,们消耗的总功率比电厂其它任何辅机都多。因此,它们的可靠性和经济性对机组的安全和济运行十分重要。特别是随着机组容量的增加和能源问题的出现,它们的重要性更为突出。如望亭电厂和姚孟电厂的国产30万砒机组,其锅炉风机配备的电动机总功率分别为9。。0千和11600千瓦(未包括烟气再循环风机),占机组容量的a纬还多。望亭电厂的实际运行情况,仅送、引风机的耗电量就占机组发电量的1.6%左右,如果风机的运行效率提高l%,则每台机组可节约40万度。倘若一台风机事故停运,则一小时就要少发十多万度电。近年世界各国对锅炉风机的可靠性和经济性的研究越来越多、越来越重视了。在这方面国内做工作还很不够。为引起重视,下面扼要介绍国产10万、绍.5万、20万及30万千瓦发电机组风机(以下简称国产大型锅炉风机)配备和运行情况以及存在问题。并就如何提高国产大锅炉风机的性能和可靠性提出几点意见。 国产10万、12.5万及20万千瓦机组锅炉的送、引风机的型式,除个别电厂外均是国产4一73一11系列的离心式风机。焦作电厂20万千瓦机组配备二台送风机三台引风机,其余机组均配备二台送风机和二台引风机。由于燃料种类的不同,予热器、除尘器配备的差异以及管道布置和风机选型设计的不一致,使得相同容量机组的风机直径和参数有所差别(见表1)。此系列风机设计效率较高,最高可达90%,但是由于制造加工质量低劣,使得该型风机的运行可靠性和安全性较差。表现在:(1),焊接质量不合格,造成多起叶轮破碎飞出事故。如1977年5月18日莱芜电厂”3炉引风机叶片全部撕裂飞出。(2),轴承◆■问题多,可靠性低。如娘子关、镇海等许多电厂均由于轴承轴封不良造成严重漏汕;不少电厂发现轴承内座圈与轴配合紧力不够,造成相对滑动,磨损主轴;轴承温度高,使用寿命短,如茂名电厂G4一73一11哑20D型风机轴承使用寿命平均一年左右,不能维持一个大修期。(3),未采取任何防磨措施,因而磨损严重,一般三个月左右叶片头部就被磨穿。这样飞灰会灌入空心机翼叶片内部,造成转子不平衡而产生振动,迫使停机处理积灰和焊补。(4),机壳刚性不够,振动大。如吴径、安阳等许多电厂均发现运行中机壳剧烈振动。有时进出口风道也剧烈振动,甚至损坏。(5),噪音大。如淮南、青山等电厂测得的噪音均大于110分贝。(6),风机的风压和效率低于设计值。如上海鼓风机厂在73年11月对G4一73一n座11,12,14D所傲的试验表明,在最高效率点,风机全压偏差比设计值低11.76%,风机效率低14%。 国产30万冠机组的锅炉送、引风机为上海鼓风机厂生产的0.7一n型轴流风机。送风机为机械式动叶调节,引风机为静叶调节。每台锅炉配两台送风机和两台引风机,其参数如表2所示。该型风机投运后,曾发生多次叶片断裂飞出事故。姚孟电厂引风机叶片运行三个月就需堆焊耐磨合金,每年需大修一次,更换全部动叶片。两台引风机全套叶片60块价格高达12万元。据望亭、姚孟二电厂多次测量表明,该型风机效率不高,最高效率仅能达75%。因而国家不得不花大量外汇购买国外大型轴流风机,和大型动叶调节轴流风机的制造技术。 国产30W机组风机配套 表2 名称 单位 望亭电厂 姚孟电厂 送风机 引风机 送风机 引风机 型号 - 07-11No.23 07-11No.29 07-11No.25 07-11No.29 风量 M3/时 830003 920000 620000 950000 风压 毫米水柱 740 420 380 370 介质温度 ℃ 30 150 30 87 风机转速 转/分 1490 980 950 993 电动机功率 千瓦 2000 2500 1600 2500 叶轮直径 米 2.3 0.9 2.55 2.9 目前国产大型排粉机尚无高效系列产品。因此在投运的大机组中,除高井、陡河、淮电厂自行改为高效排粉机外,绝大部法电厂仍使用低效排粉机。其中,中间储仓式制粉系绝大部份采用的是M7-29-12No.17型和Mg-27-nN0.16·5型,个别电厂采用Mg-5-03No.z7型,直吹式$lJ粉系统有Ms-15-z1No.ZID型和0.4-goNO.ig型。这些类型机效率低,最高效率低于70%,实际运行效率往在低于60%。如焦作电厂的Mg-27-nN.16·5型排粉机的运行效率仅为45%,经济性很差,同时也不耐磨。一般运行3-6个月就对叶轮进行焊补,严重的运行二个星期就需焊补,焊补3~4次后就得更换整个叶轮。此外,压直吹式制粉系统的一次风机及20万千瓦机组要采用的380/830型磨煤机的配套排粉机,前均还没有产品可供选用。从以上分析可以看出:引风机经济性比较受到厂煤价、机组年利用小时数和负荷分配情况等诸多因素影响。在实例工程条件下,动、静调风机价格相差50万元左右时,经济性相差不大;如到厂煤价升高,运行费用低的风机经济性相对占优;如机组年利用小时数和负荷分配情况变化时,风机经济性也会有所变化。综合比较各种因素后,实例工程最终选用了动叶可调轴流风机。需要补充指出的是,本文的经济性比较仅仅是在各方面初步方案的基础上完成的,而风机运行的实际经济性,还与风机的设△▪▲□△计水平、制造质量以及电厂的运行水平等有很大关系。所以,在实际风机选型时,在方案经济性差别不大的条件下,充分尊重电厂的意见是十分必要的。 大型锅炉风机可靠性和经济性的几点意见: 1合理布置风机进出口姻风道 目前,我国风机制▪▲□◁造厂只生产风机本体(4一73风机,连进气箱也未配备),对风机进出口管道从未提出过要求,国内对风机进出口烟、风道布置给风机性能造成的影响研究甚少,设计院在做烟风道布置设计时,往往偏重于考虑投资因素而忽略对风机性能的影响;因而造成目前我国大型锅炉风机进出口烟风道的不合理布置,如紧接风机进出口就有90。和其它角度的弯头及各种截面的突变。图l所示姚孟电厂30万千瓦机组送、引风机进、出口烟风道的布置就是一例。这不仅造成管道阻力增加,而且会使风机入口气流混乱、速度分布不均、效率下降。 2.改进大型锅炉风机的系列设计和确定风机参数的计算方法: 大型锅炉风机的系列设计,主要的是要体现为用户服务的思想,尽可能提高风机的运行经济性。正如前面所述,我国大型锅炉的引风机☆△◆▲■广泛采用的是4一73一n系列,其设计效率很高,有时高于国外的锅炉风机。可是其电耗却反比国外的大。如法国电力公司25万千瓦机组锅炉引风机三年的电耗统计为:离心式风机是发电量的0.61%,轴流式风机是发电的。.49%,而我国锅炉引风机的电耗一般为发电量的1%左右,高者甚至达2%。如望亭电厂国产30万千机组锅炉的轴流式引风机电耗约为发电量的1。01%。资料(4介绍,对美国60万千瓦机组负压燃煤锅炉风机进行选型比较时指出:在机组负荷率为88%时,若采用动叶调节轴流式风机,则风机(送、引、一次风机)所耗轴功率为发电量的1.50%。若采用离心式风机,则为发电量的2.07%。我国焦作电厂国产20万千瓦机组燃煤锅炉的风机(送、引、排粉风机)的电耗在上述相同负荷率下却高达2.5%以上。其原因除因风烟道布置不合理,使管道阻力增加、风机效率降低外,主要还有:(1)风机直径系列相隔太大。(2)国产大型锅炉回转式空气予热器的漏风系数太大,最大曾达40~50%。(3)按所采用的设计计算标准计算的管道阻力比实际值大得多。电力设计院目前使用苏联58年和74年的计算标准,其计算结果比陡河电厂850吨/时锅炉送粉管道的验试实测值分别高2.7倍和2.0倍〔7〕。由于以上原因造成选择风机出力过大,实际运行时不得不关小调节风门,从而降低了风机的运行效率。目前20万千瓦机组的锅炉送、引风机均配备了双速电动机。但实际上低速就能满足最大出力的需要,失去了双速的意义。大多数电厂风机入口风门开度在70%以下。根据以上情况,建议(1)电力设计院在确定风机参数时,予热器的漏风系数应以锅炉厂保证值为准,不再加富裕量。(2)加紧研究管道阻力的计算方法,尽早制订我国自己的管道阻力计算标准,目前应对投产的大机组的典型管道设计进行鉴定,改进不合理的布置,同时通过试验确定管道实际的阻力,作为今后管道设计的依据。有关管道阻力的计算方法,电力部西安热工研究所、华东电力设计院、电力建设研究所等在试验研究的基础上,提出了《制粉系统元伴阻力计算方法》。(3)改进大型锅炉风机的系列设计,建议风机直径系列在100。~Zooom血之间的采用JB176一60标准的20系列,大于2米的采用该标准的40系列。风机制造厂通过试验采用使用部门多年来在改造旧有低效风机中所采用过的有效技术措施,以增加新的产品经济性比较考虑的因素在进行经济性比较时,主要考虑以下因素:到厂煤价;机组年利用小时数和机组年运行小时数;机组负荷性质;电厂发电成本;电厂建设每千瓦投资额;风机价格;风机运行效率和耗电量;风机安装、维护、检修(包括检修设施)等费用。经济性比较的方法和取值经济性比较采用电力工业部)82年2月颁布 的《电力工程经济分析暂行条例》(以下简称《条例》)中规定的“年费用最小法”。其计算公式如下: 式中,NF—年费用; r—投资回收率,按《条例》取0.1; n—工程的经济使用年限,按《条例》取25a; z—折算到投产年份的设备总价格; u—折算年运行费。 在进行计算时,对%的取值有不同的看法。取N=25a是不合理的。在进行经济性比较时,电力工程一般取n=6-7a在目前市场经济下,0.1也是不符合实际的。 设备总价格包括:设备费(风机本体、配套设备和电动机)、设备运杂费、设备安装和施工管理费等。由于只是进行比较,对两种型式风机费用差别不大的项目予以忽略,如检修起吊设施、电气及控制设备、建筑工程费等。由于目前无法取得制造厂的准确报价,以下设备价格均为初步的,但不同型式的风机价格均为同一制造厂的报价,所以其价格的比例关系应该是可信的。静叶可调轴流式风机和动叶可调轴流式风机的分项价格和总价见表3。 表3 风机价格对比表 万元/台 项目 静叶可调轴流式风机 动叶可调轴流式风机 风机本体及附件 157 246 电动机 85 74 设备运杂费 14.52 19.2 安装费及施工管理 10.3 12 设备总价 266.82 351.2 锅炉风机价格 533.64 351.2 按机组运行负荷模式计算不同型式风机年耗电量。风机在不同负荷下的效率根据制造厂提供的风机选型资料进行估取。由于各制造厂的选型结果不尽相同,所提供的资料也有差异,在计算时,进行了综合。 6.2轴流式与离心式风机噪声比较及降低噪声措施 风机噪声是电厂噪声的主要噪声源之一。特别是近年来,一些车辆由于装设机内空调和排气装置等原因,使发动机罩内温度上升,风机负荷加大,噪声变得更加严重。为此,本文就轴流式风扇与离心式风机在噪声方面进行了试验研究并比较。1风机噪声特性风机噪声主要是空气动力噪声。它由旋转噪声和涡流噪声所组成。 (1)风机的旋转噪声是由于风机旋转时叶片切割空气,引起空气振动而产生的。其基频为: F=nZ/60(Hz) 式中:n-风扇转速,r/min Z-风扇叶片数 风机的旋转噪声除基频成分外,它的高次谐波有时也比较突出。 (2)风机的涡流噪声是由于风扇旋转时叶片周围产生的空气涡流而造成的。它一般是宽频带噪声。其主要峰值频率为: F=kv/d(Hz) 式中:k-系数,k=0.15~0.2 v-风扇周围线速度,m/s d-叶片在气流入射方向上的厚度,m 降低噪声措施 (1)采用风机离合器不仅可以使发动机经常处在适宜的温度下并减少功率消耗,还能降低发动机噪声。试验结果表明,在汽车行驶中,需要风机的时间不足10%,噪声可以下降20%。 (2)采用叶片非均匀分布的风机。叶片均匀分布的风机往往会产生一些声压级很高的有调成分。当叶片非均匀分布后,一般可降低风扇噪声中那些突出的线状频谱成分,使噪声频谱较为平滑。 (3)充分发挥风扇的冷却效率,可以在风扇后部的适当位置安装一个圆形扩散器。这样既可以增加气流流量,减少风机所需功率,同时也可以减少风机轴附近因回流而产生的损失,有利于降低噪声。 寿命消耗原因 轴流式风机寿命消耗的主要原因是疲劳、腐蚀和磨损。疲劳有正常运行时产生的高周疲劳和风机起停时产主的低周疲劳两种。对于高速运转的动叶,应特别注意疲劳损伤。电厂往往建造在海边,所以应考虑由盐分引起的腐蚀。特别是风机的进气消声器,必须选择耐蚀性材料。对于鼓风机,由于停机时气体温度下降,水分结露形成腐蚀性的水,对此也应采取措施。烟气再循环风机处于磨损严重的环境,必须对动叶实施耐磨损处理。(蠕变和腐蚀等。烟气再循环风机使用的温度区域为350℃左右,碳钢不会发生显著的蠕支现象,但随使用条件会产生变形。 风机的调节方式一般有节流调节,变速□◁调节,导向器调节,以及变速和导向器联合调节。节流调节的性能较低。变速调节的效率虽高,但成本较高,并且安全可靠性较低.目前,国内电厂的离心式送、引风机几乎毫不例外地采用人口导流器调节。这种调节方式的优点是在调节深度不很大时,调节效率高,适用于带基本负荷的机组。参考文献仁l〕表明4一73型风机当调节装置全开时的流曼等于最佳选择点的流量时,流量变化在风机最大流量的82~100%范围内,采用人口轴向导流器调节优越于液力祸合器变速调节。如果再配一双速电机,50~82%风机负荷时用轴向导流器和电机低速档调节;82~100%时用人口轴向导流器和电动机高速档调节,其调节性能远比液力祸合器好,加上人口导流器结构简单、运行可靠、占地少、初投资少等优点使其得到了广泛的应用。但是,人口导流器的形式也很多,有简易导流器、轴向导流器或斜叶式轴向导流器,其调节性能各异。本文以实验结果为基础用两种分析方法,对采用人口导流器调节的离心式风机的简易导流器、轴向导流器或斜叶式轴向导流器作一技术经济比较,以探讨风机人口调节的最佳调节方式。 1.●通过以上分析比较,对于国产4一73型风机,当a一l时,在95~100%风机负荷范围内简易导流器比轴向导流器优越,而在95纬负荷以下则轴向导流器比简易导流器优越。由于风机选择时必须留有余量以及设计时管道及烟风道阻力计算偏高,以致锅炉在最大连续出力点运行时,风机也只能在其最大出力的80~90写范围内工作。如果再考虑到调峰,机组负荷低达60%左右,则风机的出力范围50~90%,甚至更低。因此,从节能的观点出发,考虑到国内电厂的实际运行情况,风机的最高效率并不重要,重要的是调节效率及实际运行效率。从实际出发,采用轴向导流器是经济的。国外心两种调节方式下的调节性能看,具有相同的结论,即采用轴向导流器(斜叶式)为宜。特别是对于运行情况为a1(即Q。QO;,实际上多数电厂属于这种情况)的电厂,更应引起足够的重视。当然,轴向导流器的初投资要稍高于简◁☆●•○△易导流器,但是仅从上面保守(按基本负荷)的实例计算结果看,投资的高出部分与节省的运行费用相比是微不足道的。2.关于轴向长度,采用轴向导流器要比采用简易导流器稍长些。但是国外离心风机采用的轴向导流器,特别是Howden采用的斜叶式轴向导流器的轴向尺寸是比较短的,与简易导流器相差不多。这说明不增加或稍增加轴向尺寸(长度)可获得较大的经济效益。因此,建议研制新型的人口导流器,如斜叶式等,以进一步改善我国电厂风机的调节性能。 结 论 通过以上比较可以得出以下结论: 一、从耐磨方面:由于烟气含尘浓度的降低和轴流式风机耐磨性的提高,吸风机无论采用静叶可调轴流式或动叶可调轴流式都是可行的。离心式风机用作吸风机从技术上看不存在问题,而且它对烟气的含尘浓度适应性更强。 二、从流量和工况方面比较:不论是离心式风机还是轴流式风机,在其运行工况远离高效区的小流量下运行时,都会产生较大的气流压力脉动,因此风机设计参数必须与实际运行数据匹配,不可过大,以免运行时调节门开度过小,既降低经济性更影响可靠性。为此建议在今后的选型设计中,除给出最大保证工况点(TB),MCR工况,100%负荷等工况外至少还应给出点火工况和30%负荷工况点,以便正确选择风机的形式和容量。 三、从效率和经济性方面:最大的问题是低负荷运行时效率太低,运行经济性极差。为了提高其运行经济性,以往曾采用双速电动机,这又增加了设备价格和运行复杂性。考虑到离心式风机设备价格高(风机质量大)、运行经济性差等问题,建议尽量用轴流式风机而不用离心式风机。而且在600MW的大型锅炉中采用轴流风机为最佳方案。 致 谢 感谢我的导师胡思科,他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。帮我修改论文并指点改进,在这里由衷的感谢。 感谢我的同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助和提供资料对于我一个对网络知识不太明白的人来说要想在短短的几个月的时间里学习到网络知识并完成毕业论文是几乎不可能的事情。? 在学业即将完成之际,我还要特别感谢远方平凡而伟大的父母亲,他们的养育之恩无以回报,而且在生活较苦难的条件下坚持培养我到今天;我对于他们的感激之情难以言表,唯有今后努力工作和开心的生活才能使他们安心,愿他们身体健康! 参考文献 [1] 彭红文. 火力发电厂600MW机组引风机选型经济性分析[J]. 电站辅机, 1998, (03) . 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