大型電站鍋爐引風機選型因素分析

楊獻鵬

摘 要：引風機是電站鍋爐重要輔機之一，對經濟運行和機組安全有顯著影響。當前，我國300MW及以上機組廣泛采用引風機，有豐富的設計運行維護經驗，同時因機組不同而采用不同類型的引風機。本文分析了大型電站鍋爐引風機選型的主要因素，具有一定參考意義。

關鍵詞：大型電站；引風機；選型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.160

0 引言

引風機是電站鍋爐重要的輔機之一，對經濟運行和機組安全有較大影響。因此，選擇適當型式引風機是電廠設計的重要內容之一。根據目前在建和已投產項目應用情況，引風機主要有3種類型：動葉可調軸流式、靜葉可調軸流式、離心式加調速。以往項目的運行維護情況反饋，影響引風機選型主要有以下幾種因素：、除塵器形式、高效率范圍、使用維護、調節特性、設備投資、可靠性、耗電量、耐磨性、空預器形式、是否設置爐后脫硫脫硝。

1 影響風機選型的主要因素

電站鍋爐所配風機需遵循的選型原則：首先要保證足夠的流量、壓頭，然后應選擇壽命長、實際運行效率高、可靠性高、調節性能好價格低以及檢修方便的設備。同時還需考慮因素：如果設置爐后煙氣脫硫系統，脫硫增壓風機和引風機可采用合并方案。

（1）風機構造類型和安全可靠性。大型電站中應用的風機一般主要有離心式和軸流式兩種類型。200MW以下電站廣泛采用離心式風機，離心式風機優點是設計點效率高、噪音小、結構簡單、安全可靠性高。300MW以上電站鍋爐采用離心式風機，風機重量大、體積大，給安裝、運維、運輸和布置帶來困難。同級別風機相比，軸流風機重量小，約為離心風機的50%～60%，飛輪力短小，鋼材消耗少，安裝簡單。離心式風機的基礎結構大，材料消耗大，比動葉可調軸流風機多4倍，比靜葉可調軸流風機多1.5倍。

軸流風機有靜葉可調和動葉可調兩種類型，主要應用于300MW及以上大型電站鍋爐，優點是結構簡單、重量輕、體積小、安全可靠運行等。

（2）風機耐磨性[1]。引風機輸送高溫煙氣，風機耐磨性將是決定機組安全可靠性的關鍵因素。所以，耐磨性是引風機選型的重要因素。

我國發電站煙氣含塵量一般在400～1000mg/m3。在此范圍內，風機葉輪磨損程度和煙氣沖擊葉輪速度的3.5次方成正比，即與葉輪轉速的平方成正比。同等參數指標下，離心風機轉速最低，靜葉可調軸流風機比較高，動葉可調軸流風機最高。所以動葉可調軸流風機耐磨性最低。離心式風機由于葉輪轉速低，且板式葉片表面可實施噴涂或堆焊耐磨層等防腐手段，所以耐磨性最高。靜葉可調軸流風機葉輪轉速介于離心式風機和動葉可調軸流風機之間，因此耐磨性也介于離心式和動葉軸流可調風機之間。

（3）風機的調節特性和變工況特性[2]。離心式、靜葉可調軸流式、動葉可調軸流式能達到的最高效率基本一致，但在低負荷是，效率差異很大，這是風機本身的性能和調節方式造成的。

靜葉調節軸流風機和離心式都配置了入口導流器。但離心風機只能朝流量、壓力減小的方向調節，產生正旋繞；靜葉可調軸流風機不僅可以向流量、壓力減小方向調節，而且可以利用入口導流器在一定范圍內反方向調節，產生負旋繞，向流量、壓力增大方向調節，選型時可選擇比最大值低一點的參數，同時可改善風機進氣條件，使風機在調整負荷方面能力更強，變負荷運行時，效率降低比較快。因此靜葉調節軸流風機性能優于離心式。

（4）設備投資。設備投資是風機選型的重要因素，靜葉調節軸流風機比較便宜，離心式風機價格較高，動葉調節軸流風機價格最高。按市場行情，300MW工程項目所配置風機價格，靜葉調節軸流式、雙吸離心式、動葉調節軸流式分別為70萬、110萬、120萬左右。但雙吸離心式所配電動機比動葉可調軸流式高大約80%。如果考慮電動機在內，雙吸離心式最高，動葉可調軸流式較高，靜葉調節軸流式最低。

（5）風機維護檢修特性。維護檢修特性方面，動葉可調軸流式雖然有一套復雜的調節機構，工藝要求高，但關鍵調節結構為整體進口，可靠性比較高，且經過多年運行有豐富的經驗。小修只需檢查磨損情況，大修時只需拆除葉根緊固件，總體上維修還是比較方便。

靜葉可調式，更換葉片不能在電廠現場進行，必須返廠更換，比較麻煩。離心式風機轉子重，葉片需要定期補焊，更換葉輪也有很大困難。

2 風機選型應考慮的其他因素

（1）空預器。管式空預器正常運行時基本無漏風，但其阻力比回轉式空預器的阻力大，因此引風機流量裕度可按規程下限選取，引風機壓頭比回轉式空預器壓頭高。回轉式空預器漏風率高，但其阻力比管式空預器小，因此回轉式空預器時引風機流量裕度按規程上限選取，壓頭則相對管式空預器低。

（2）除塵器。不同類型除塵器阻力差異明顯，因此除塵器類型對引風機容量選型有顯著影響。大型電站鍋爐所配除塵器一般有3中形式：袋式除塵器、電袋除塵器、電除塵器。袋式除塵器通過濾袋機械除塵，風阻最大；電除塵風阻最小；電袋除塵介于前兩者之間。所以，采用袋式除塵器時引風機容量較大。

（3）脫硫形式影響。循環流化床鍋爐CFB燃燒溫度低，且分段燃燒，氮氧化物排放濃度小，一般采用預留選擇性催化還原法SNCR，風機選型可不考慮脫硫系統影響。常規煤粉爐燃燒溫度較高，氮氧化物排放濃度大，一般選擇選擇性催化還原法SCR，阻力比較大，引風機容量計算必須考慮這個因素。

（4）爐后脫硫形式影響。電站脫硫系統一般專門爐后設置，采用濕法脫硫系統，部分項目采用半干法脫硫系統。目前國內要求不能設置旁路煙道，因此沒必要設置濕法脫硫系統增壓風機和引風機串聯，引風機容量選型需考慮脫硫系統的阻力。

3 總結

離心式風機結構簡單、技術成熟、耐磨性高，但同時有一些缺點，比如設備價格高，運行耗電高，調節性能差，檢修不方便。動葉可調軸流式風機調節性能高、耗電量低、結構緊湊，同時也有一些缺點，比如價格高、耐磨性差，不適合作為引風機等。靜葉可調軸流風機介于前兩者之間，該類型引風機優勢明顯。同時，靜葉調節軸流風機對煙氣含量適應性強，維護檢修費用較低。

投資方面，雙級動葉可調式高于離心式配液耦。性能方面，離心式重量大、啟動電流大、轉動慣量大，且負荷低于80%時，綜合效率低。動葉可調雙級式調節性能好，自身重量小，轉動慣量小，綜合效率高。

參考文獻：

[1]吳躍東，李泰勛.軸流通風機做為引風機時各方面的分析比較. 風機技術，1998（02）.

[2]任嘉謀.電廠鍋爐風機選型的探討[J].風機技術，1995（06）.