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　　第2 7 卷第6期 2 0 0 7年 l 2月 东北电力大学学报 J o u r n a l Of No r t h e a s t D i a n l i Un i v e r s i t y Na t u r a l S c i e n c e Ed i t i o n Vo 1 2 7 No 6 De c ， 2 0 07 文章编号： 1 0 0 5- 2 9 9 2 ( 2 0 0 7 ) 0 6- O O 9 6 0 5 循环流化床 锅炉风机选型探讨 郑毅 ， 付祥卫 ( 辽宁省铁煤集团 热电厂， 辽宁 铁岭 1 1 2 7 0 0 ) 摘 要t 针对目前循环流化床锅炉风机( 尤其大容量 C F B风机) 在实际中存在参数过大的不匹配问 题， 从安全运行和经济性角度对风机选型进行了研究 ， 并对采用变频方式调节的经济性做了分析。 关键词t 风机选型； 调节方式； 风机富裕量 ； 经济性 中图分类号： T H4 3 2 1 文献标识码： A 目 前， 大型 C F B锅炉风机( 不论是国产还是引进) 几乎均是高效风机， 但其在电厂运行的经济性( 或耗 电率) 和可靠性却有很大差别。究其原因， 最主要最关键的是所选风机的特性是否与其工作的管网系统阻 力特性相匹配。因此， 选择好与锅炉风( 烟) 系统相匹配的风机极为重要。而要选好与锅炉风( 烟) 系统相 匹配的风机的首要关键是合理确定风机的选型设计参数， 其次才是风机型式和调节方式的选择。笔者今 年上半年对云南大唐红河、 国电小龙潭和四J i I 白马电厂， 秦皇岛热电公司进行了考察调研。 1 风机选型设计参数 的确定及调节方式 的选择 ( 1 )风 量 每台风机的风量按上述选取的裕量计算出每台锅炉的总风量除以每台锅炉选配的台数( 风机台数 按“ 大火规” 规定选取) 并做适当圆整确定 。 ( 2 )压力 风机压力( 即风机所在管网系统的总阻力) 按上述选取的裕量计算并适当圆整确定。但在规范书 中( 向制造厂提供的参数) 应分别提供风机进口侧和出口侧的总阻力， 或提供进口侧的总阻力( 而不是 静压力 ) 和风机压力。 ( 3 )风机入 口介质温度 风机入口介质温度由当地气象条件和锅炉热力计算及管道散热等计算出。 ( 4 )风机人口介质密度 风机入口介质密度按当地气象条件和介质( 湿空气、 湿烟气、 ) 的标准密度及入 口介质温度计算 ( 5 )风机转速 一 次风机宜选取 4极 电机 ( 1 4 8 5 r mi n ) ； 二次风机宜选用 4极或 6级 电机 ( 1 4 8 5 r mi n或 9 8 0 r m in ) ； 引风机的转速宜选用 6 级以上电机( 即最高 9 8 0 r m i n ) 。 ( 6 )风机调节方式的选择 对于 C F B锅炉的一、 二次风机， 因压力高都选用离心式风机， 且裕量还较大。引风机如选用离心 式， 亦宜选用变频调速。但考虑到其功率较大， 变频器价格较高， 若机组低负荷运行时间较短， 则选择调 速型液力耦合器调速更现实些。如选用静叶调节亦或双级动叶调节轴流式引风机， 则可不用变速调节。 收稿E l 期： 2 O O 7 9- 2 0 作者简介： 郑毅， 男， 辽宁省铁煤集团热电厂工程师。 维普资讯 http:/ 第 6期 郑 毅等： 循环 流化床锅炉风杌选型探讨 2 关于我国 3 0 0 M WC F B锅炉一次风机的富裕量 2 1 我国己投运 3 0 0 M WC F B锅炉一次风机的富裕量 我国引进 3 0 0 M W C F B锅炉机组示范工程和几个国产化 3 0 0 M W C F B锅炉机组的一次风机选型参 数如表 l 。 表 1 我国几 台3 O O MW CF B锅炉机 组一 次风机选型参数 从表 l 可见 ， 各 3 0 0 M W C F B锅炉机组 T B工况相对于 B MC R工况 的风量裕量基本相 同( 白马初设 的风量风压裕量分别为 2 2 和2 5 ， 表列为实配风机参数) ， 但风压裕量相差较大。引进 3 0 0 M W C F B 锅炉机组示范工程， 其风机参数由外方提出， 选取的风压裕量最低， 而其余 3 个工程均是引进相同技术、 国内制造的锅炉， 其烟风系统阻力应基本相同( 由煤质差异和管道布置不完全相同会带来一些差别) ， 但所选取的风压都远远超过示范工程。 2 2 选型参数对一次风机运行经济性的影响 由于3 0 0 M W C F B锅炉机组的一次风机压力很高， 风机比转速较低， 均需采用离心式风机才能满足 要求。对于采用风门( 无论是轴向门还是进风箱进口百叶窗) 调节的离心式风机， 如果富裕量太大， 对 整个机组运行 的经 济性 和安全 性均 十 分不利。特别是对 3 0 0 M W C F B锅炉机 组的一次风机 ， 由于其 压力 高， 耗 功量 大， 运行效率的高低对厂用电( 经济性) 影响更显著。 图l 示出了典型高压离心风机的典 型性能曲线。图中设计点 T B的效率达 8 3 ， 若选用 2 2 的风量 裕量和 4 8 的 风压裕量 ， 造成锅炉 B MC R工况时的风 门开度仅2 o 左右， 运行效率只有6 0 。 我国目 前在建的3 0 0 M W C F B锅炉机组 在 B M C R工况下的一次风机气体功率 ( 有效功率) 约为 l 3 5 01 8 8 0 k W， 若风 机运行效率为 8 0 ， 则所需轴功率为 l 6 8 7 5 - 2 3 5 0 0 k W； 若风机运行效率降 图1 高 压 离 心 风 机 典 型 特 性曲 线 k W， 即每小时将多耗5 6 2 57 8 3 0 k W h的电量。同时为满足 T B工况需 要， 与风机配套的电动机功率将远远超过 B M C R工况所需轴功率， 上述工程一次风机的电动机功率约在 3 5 0 0 k W， 又造成大马拉小车的状况， 电动机本身的运行效率和功率因素也将降低， 则风机还要多耗电。 2 3 选型参数过大对风机运行安全性的影响 风机选型参数即富裕量过大， 将对风机及系统运行的安全性带来隐患。因为离心风机， 特别是高压 离心风机在调节门开度较小下运行时， 由于在叶轮内附面层分离造成涡流， 其气流很不稳定， 气流压力 脉动大。若此气流脉动频率与风机叶轮某构件、 机壳和进出口管道的自振频率合拍或成倍数关系， 则将 发生共振或谐振， 造成风机机壳及进出口管道激烈振动、 噪声高， 风机叶轮被振裂等情况。因此在我国 维普资讯 http:/ 98 东北电力大学学报 第 2 7卷 电力行业标准 D L T 4 6 8 -2 0 0 4 ( 电站锅炉风机选型和使用导 tJ 7 3条中有： “ 离心风机应避免调节门开 度在3 0 以下长期运行” 的规定。 从上述分析可见， 风机选型参数过大， 表面上看保险程度高些， 其实适得其反 ， 会给机组的安全运行 带来隐患， 经济性上更不合算( 事故或故障多带来的损失更大) 。 2 4 国产化 3 0 0 MWCF B锅炉一次风机富裕量的选取 表 2 为白马、 红河、 秦皇岛电厂锅炉和一次风系统实际运行参数。 从表 2所列一次风机调节门开度 表2 几个己 投产3 O O M W一次风系统运行参数 可见 ： 项目 单位 白 马引进示范 大唐红河电厂 秦皇岛热电厂 一 次风机裕量均偏大， 尤其是秦p 0 7 0 5 1 1 0 6 0 7 1 9 0 7 0 5 2 0 皇 岛 热 电 厂 ； 羹 量 M Wh 29 3 3 0 0 9 9 锅炉风室压力在( 1 4 51 9 ) k P a 范过热蒸汽压力 M P a 1 7 1 8 8 5 围 内 ； 当 风 室 前 两 室 调 节 门 开 度 在 4 o 菩 粪 ll - 5 0 时， 一次风机 出E l 压力在 ( 2 2 再热蒸汽 温度 5 4 0 5 2 7 4 2 6 ) k P a 范 围 内 。 比 B M C R 工 况 的 设 计 风 机 开 度 9鬈 ? 3 8109 8169 值略高， 但远 低于T B 工况设计值， 说明 一 苗 盲 压 力 k P a 2 6 2 1 2 5 7 2 2 0 2 2 0 2 2 6 8 2 2 6 2 风 压 除 奎 。 嫠 簧 次 风 压 力 h l7 2 7 5 。 一 。 20 12 还 有 一 个 问 题 影 响 双 床C F B 锅 量k 3 4 3153 -5 18 8 1142 85 37 ： J炉 = 鎏 孥 ： ，垫 冀 鲁 套三 蓄 臂 压 力 。o 5 3 4。6o 7 2 5 8 7 12 1 12 3 9 76 8 9 5 7 白 马 、红 河 、 秦 皇 岛 投 运 初 期 出 现 过 的三 皇 口 压 力 N h 24 3 ? 1 59 3 o 6 6 7 3 2 1 _ 3 3 17 5 -6 l 1 74 _0 l 所谓“ 翻床” 现象， 即当两床中之一床上 二 次风 门 开 度 4 3 3 2 5 1 3 0 1 46 4 5 因某种原因阻力升高， 则进入该床的 开 度 5 5 4 2 8 。 650 6 ； 流量将减小， 当减小到某一程度时流曼 l 熟 厶旦 亟 星 = ： = ： 2 = 兰 ： ： 墼= ： 2 = ： 化变差， 阻力进一步增大， 若不及时调整两风室的压力， 则阻力大的流量将进一步降低， 阻力小的流量继 续增大， 将床料吹至另一床， 此时如不用高风室压力将流化变差的床料吹回去， 将造成不可逆的扩散过 程， 使锅炉无法运行。据以上电厂出现“ 翻床” 现象处理时所见， 此时需一次风机压力高达 3 6 k P a 以上。 要改进自动控制系统， 更严格控制两风室及两床的压力差， 使之不会出现“ 翻床” 现象。白马和红河己 通过热控系统的改进解决了“ 翻床” 现象的发生。 综上 ， 根据实际调查和 C F B锅炉一次风系统阻力的构成分析认为 ， 3 0 0 MWC F B锅炉一次风机的风 量裕量取 2 0 ， 风压裕量取 2 5 ， 能够满足运行要求， 是合适的。 3 变频调速风机节 电量计算实例及结论 某电厂一台1 0 0 4 t h 煤粉锅炉。配有两台离心式一次风机。其设计规范示于表 3 ， 其性能曲线 O O 0 o 0 一 扶 J L 任 雕 凹 ! 霭 J I = 8 3 j n ： 8 O 、 峨 H l l 0 m - Q 流量( m s ) 图2 一次风机特性曲线及系统阻力线 维普资讯 http:/ 第6期 郑毅等 ： 循环流化床锅炉风机选型探讨 从图 2可见 ， 机组满负 荷( 3 0 0 Mw) 时 ， 平 均每 台 风机风量为 5 6 7 5 n l s ， 风 机单位质量功为6 8 8 4 5 J k g ( 风压为 7 6 2 1 6 P a ) 。风 机设计工况( T B) 的风量和 风压富裕量分别是 1 1 和 9 7 。风机 与与锅 炉 烟气 系统极不匹配 ， 风机出力富 裕量过 大。造 成两 台风机 远离高效 区运 行。因 而运 行效率低 ， 电耗高。 ： 拦 出 丑 N O 5 锅炉一次风机变转速调节性能曲线 一一 等效率曲线 一 啦亡矗 啸 - 自 乜 r 北 可 】 丕 I Y l- ,l la 四 ， 、 r 。 8 2 试验运 行点( 1 9 9 9 ) ， 、 ， ， 10 ， ， 7 5 、， ， ， 一 i 4 8 O n ， ， 秽 ， ， 。 ， ： r p m 乏 。 1 击 g 4 rp m 钦 0 8 rp 7 4 0 r pm 流量( m s ) 图3 风机变速调节特性曲线及系统阻力线 如将该型风机改成用变频器调速 ， 则其调节性能曲线可见， 当采用变转速调节后 ， 风机运行效

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