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大型电厂锅炉配套风机型式的选择

作者:小编 发布时间:2023-11-01 13:54:52点击:

  Kaiyun.com 开云Kaiyun.com 开云目前虽然有型式和大小不同的泵与风机可供各种场合使用,但在某些情况下,一台泵或者风机仍然不能满足工作的需求,这就需要采用几台泵或者风机联合工作。比如在设计中,由于种种原因,单台泵或者风机不能提供所需性能的时候,就需要两台或者多台泵或风机联合工作;或者现有的设备需要增加压力或者流量的时候,也可以考虑另外增设一台或者几台泵或风机与原设备联合工作,因此,泵或者风机联合工作的应用还是比较常见的。 泵或者风机联合工作的方式一般有串联和并联两种。双吸泵或者风机实际上是两台单吸泵或者风机并联工作的一种装置。多级泵或者风机实际上是把泵或风机串联工作的一种装置型式。 泵、风机的并联运行 两台或者两台以上泵或风机向同一公共管道输送流体称为泵或风机的并联。并联的目的是在同样的压力下得到更多的流量。 电厂中,给水泵、循环泵、送风机、一次风机、引风机大都采用并联运行,其目的是当一台泵或者风机发生事故时,不影响电厂的正常运行。同时也使每台泵或者风机能在高效区工作。 泵或者风机并联运行时,并联综合性能曲线是各台泵或者风机在同一压力下的流量相加得到的。 一般情况下,都会采用同样性能的泵或者风机并联运行。 下图为两台性能相同的风机并联运行的性能曲线示意图,其中黑色的为单台风机的性能曲线,并联运行的风机的性能曲线为相同压力下流量相加得到的,即红色的曲线,系统阻力曲线R与并联风机性能曲线的交点A即为并联运行时的工作点,并联运行时候的总流量为Q1+2,Q1即为每台风机的流量,由此Q1+2=2Q1. 如果只有一台风机在系统中工作,此时风机的流量为Q,很明显QQ1,2QQ1+2。 因此,泵或者风机在并联工作的时候总流量并不成倍增加,要比单台泵或者风机在同一系统中工作时流量相加要小一点。 泵、风机的串联运行 一台泵或风机的出口管路与另一台泵或风机的进口管路相连接的运行方式称为泵或风机的串联运行。串联运行的目的是在一定的流量下获得更高的压头。如果管路中的阻力很大或者背压很大,那么串联运行是最合适的。串联运行的示意图如下图: 一般情况下,都会采用同样性能的泵或者风机串联运行。 下图为两台性能相同的风机串联运行的性能曲线示意图,其中黑色的为单台风机的性能曲线,串联运行的风机的性能曲线为相同流量下压力相加得到的,即红色的曲线,系统阻力曲线R与串联风机性能曲线的交点A即为串联运行时的工作点,串联运行时候的总压力为P1+2,P1即为每台风机的流量,由此P1+2=2P1. 如果只有一台风机在系统中工作,此时风机的压力为P,很明显PP1,2PP1+2。 因此,泵或者风机在串联工作的时候总压力并不成倍增加,要比单台泵或者风机在同一系统中工作时压力相加要小一点。 泵、风机的串联运行的选择 当管路中需要泵或者风机联合运行时,采用何种联合运行方式较好,应根据系统阻力特性曲线来决定。如下图,黑色曲线为单台泵或风机的性能曲线,红色为两台泵或风机串联的性能曲线,蓝色为两台泵或风机并联的性能曲线,串联性能曲线和并联性能曲线交与O点,则可以按照下面的原则来选择联合运行的方式: 1)如果要求的流量大于Qo,比如系统阻力曲线时,应选择并联运行; 2)如果要求的流量等于Qo,比如系统阻力曲线为R时,应选择并联运行,以降低系统的轴功率; 3)如果要求的流量小于Qo,比如系统阻力曲线时,则选择串联运行; 泵或者风机的串联、并联工作,在实际应用中有管饭的应用,在选择的时候应综合考虑,在满足需求的前提下,应尽量让系统的效率处在高效区工作,同时应避免风机由于失速等产生的不稳定工作情况。

  风机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。其广泛应用于电力、冶金、化工、矿山等开云 开云官方网站行业。用于电厂的风机是锅炉机组的配套辅机,它对于锅炉机组的安全运行起着重要的作用,因此选择合适的风机的型式和大小是至关重要的。本文将对锅炉风机的常用种类、不同类型风机的特点、选型时的技术经济比较等问题进行简单的分析,以能对风机的选型起参考作用。

  锅炉配套的大型风机主要为一次风机、送风机、引风机,脱硫的电厂还要配置增压风机,下图为某燃煤电厂的风机典型布置示意图。

大型电厂锅炉配套风机型式的选择(图1)

  其中A位置为一次风机,B位置为送风机,这两个位置的风机介质为干净空气,进气温度通常为常温;C位置为引风机,D位置均为增压风机,有的电厂把这两个风机合二为一,称作增压、引风联合风机,其介质为锅炉烟气,温度大概为120℃~160℃,烟气中含有粉尘颗粒。

  不同的电厂,其风机的配置可能不一样,但总的来说,差不多。通常情况下,每台炉配置两台风机,风机并列运行,每台风机能满足锅炉负荷的60%~70%,这样比较安全,当一开云 开云官方网站台风机发生故障时,另一台风机能满足一定的生产负荷。

  选择风机时,主要是根据所需的风量、风压,以及风机介质的特性进行选型,同时还要考虑当地气温、气压、风温的影响。总体而言风机选择通常遵循如下几个原则:

  由于风机的形式很多,如离心风机、轴流风机、混流风机等,不同形式的风机有不同的特性,另外,风机的风量、风压还有不确定因素,因此如何选择合适的风机,是一个比较复杂的过程,有时也有经验的因素,下面将就这些方面进行一些分析比较。

  对于大型电厂的锅炉配套风机,目前主要有离心风机、轴流风机、混流风机三种形式,其主要特点为:

  u风机安装空间:如果现场没有足够大的空间,应选用动叶可调轴流风机,因为动叶可调轴流风机结构紧凑,所占空间比静调混流风机小。

  u如果电厂风机经常不在额定工况下运行,应尽量选用动叶可调轴流风机,因为动叶可调轴流风机在部分负荷时,风机效率较高,与额定负荷差不多。虽然动叶可调轴流风机初投资可能多一点,但从长远利益来看,选用动叶可调轴流风机所节省的运行费用是相当可观的。

  u动叶可调轴流风机采用液压缸控制,其调节比静调风机、离心风机平稳、准确。

  u对于CFB锅炉,由于烟气压力大,流量小,选择离心风机比较合适。由于CFB风机的压力很高,为了增加运行的稳定性,此风机应选用双支撑结构,尽量避免使用悬臂结构。

  下面以某600MW机组的电厂引风机为例,来比较不同类型风机的技术经济性。

  由上表可以看出,本引风机选用动叶可调轴流风机时,TB点、BMCR和THA点效率均较高,而选用混流风机时,BMCR效率相对较高,但只有83%,TB点和THA点效率很低,只有79%,与动叶可调轴流风机的相应工况相差甚远。

  如按本风机年运行8500小时,其中BMCR点运行4000小时,THA点运行2500小时,其余时间为小于THA点运行,则如果选用动叶可调轴流风机,则至少节约电能4385000度,每度电按0.35元计算,那么每年节省的电费至少为153万元,可见本风机选用动叶可调轴流风机的节能效应是相当可观的。

  当然,动叶可调轴流风机的初投资相对较大,如果同时考虑风机的初投资、运行费用、维护费用,即运营费用.对于大于300MW以上的机组,风机型式选择动叶可调轴流风机是比较合适的。

  由于一次风机、送风机输送的空气的温度为常温,而且空气比较干净,因此,其作用与一般的通风机一样,结构上并无特殊的要求。

  引风机和增压风机的作用是把烟气从锅炉中抽出去,通过脱硫系统,然后送到烟囱排入大气,通常情况下,引风机和增压风机的工作条件较差。烟气温度较高,轴承需要良好的冷却或较好的轴承设计;烟气中含有粉尘,对风机部件产生磨损,因此引风机和增压风机的叶片需要有防磨要求。

  通常,叶片防磨的主要措施有以下几种:①加耐磨叶鼻,叶鼻采用高硬度的镀铬不锈钢材料,而且叶鼻是可以更换的;②采用整体叶片喷涂涂层;③采用硬度相应较高的叶片材料,如铸铁、铸钢。

  不论采用哪种方法,一定要保证叶片的寿命要求,这对风机的安全节能运行非常重要。

  另外,为了防止轮毂的低温腐蚀,应考虑在进气箱内设置加热元件和配置密封风机。密封风机的设置对于保护轮毂的腐蚀是非常重要的,其作用是把空气送入风机内部空间,保证风机内部(轮毂的内部)的压力比流道中烟气的压力高,从而保证烟气不进入轮毂内部,从而不腐蚀轮毂。所以不管风机是否运行,保持密封风机的运行是很必要的,因为当风机停运时,脱硫系统由于诸如挡板门泄漏等原因,会造成有部分的烟气仍通过风机,如果密封风机不运行,这些烟气就将进入轮毂内部从而发生腐蚀。目前,由于我国的脱硫系统经常停运,有部分电厂就是因为风机停运时也把密封风机停了,结果轮毂内部腐蚀的非常利害。

  风机的选型,一定要满足使用要求、运行安全可靠、经济性好,而且便于操作和维护方便,通过上面的分析,在选型时,应综合考虑、精心策划、准确判断,以使所选设备的型号、规格与使用目的的要求相一致。这样才能保证机组的安全、高效运行。

  通常,风机的性能都是根据模型试验测试出来的,模型试验是选择合适的风机尺寸在工厂的性能测试,因此,同类的风机一般会选择几个模型做实验,其他尺寸的风机性能则根据模型试验的结果计算得到,那是如何进行性能计算的呢?风机性能的转换计算都是根据风机的比例定律进行的。 同类型的通风机,当转速n、叶轮直径D和气体的密度发生变化时,其风压h、风量Q、功率N都会随之发生变化,这个变化的规律就是风机的比例定律。其关系式如下: 由上式可知,当气体密度、风机的直径一定时,风机的流量与转速成正比,压力与转速的平方正正比,功率与转速的立方成正比,这就是风机变频的理论基础。 风机的比例定律时通风机的理论基础,是风机性能计算的重要依据。

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