火力发电厂三大风机选型裕量优化分析

火力发电厂三大风机选型裕量优化分析

杨昌海  王娟

东方电气（成都）工程设计咨询咨询有限公司

摘要：本文对某600MW级机组一次风机、送风机和引风机的风压、风量在BMCR以及BRL工况下选型裕量的选择进行了对比分析，给出了优化的建议方向。

关键词：600MW级；一次风机；送风机；引风机；裕量

1.前言

根据调研，目前国内已投运600MW级机组一次风机、送风机和引风机（简称三大风机）裕量普遍偏大，实际运行风压偏离设计工况较多，风机入口挡板开度很小，风机长期运行在低效率区间，厂用电耗大。三大风机是火力发电厂厂用电的消耗大户，因此优化风机配置选型、合理选取裕量具有十分重要的意义，也是风机节能降耗的必然选择。如何更合理地进行三大风机的裕量选择是本文主要探讨的问题。

2.三大风机选型分析

2.1工程概况

本工程建设规模为2×600MW级超临界凝汽式燃煤发电机组，同步安装建设烟气脱硝、脱硫装置。

2.2 系统概况及相关设备

2.2.1 锅炉

锅炉为660MW级超临界压力燃煤直流锅炉，单炉膛，对冲燃烧、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊结构Π型锅炉。

2.2.2 烟风煤粉系统

制粉系统采用中速磨冷一次风正压直吹式系统，每台炉配6台磨煤机，五运一备。

烟风系统采用平衡通风，配置2台一次风机、2台送风机及2台引风机。一次风机、送风机、引风机均采用动叶可调轴流式风机，引风机与脱硫增压风机合并。

2.3 风量及风压裕量选择

2.3.1 规程规定

《火力发电厂设计技术规程》(简称大火规)DL5000-2000中规定风机的基本风量及风压为按设计煤种,在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下系统的风量及风压。风机的风量、风压按推荐的裕量考虑后作为风机选型的T.B点。

详见下表：

    本工程按《大火规》推荐裕量下限选取，引风机温度裕量按15℃考虑。

2.3.2 国内三大风机运行情况

根据调研情况，目前国内已经投运的600MW机组三大风机裕量普遍偏大，实际运行风压偏离设计工况较多，风机入口挡板开度很小，有些电厂开度仅为40%左右，风机长期运行在低效率区间。

笔者认为，锅炉厂和其它辅机设备厂提供的设备阻力往往是极端工况值，已含了一定的设计裕量。设计人员在进行风机选型时，又按照规程规范，对设备阻力重复考虑了裕量，造成了选型裕量过大，投运后风机长期在低效率点运行，增加厂用电耗。

2.3.3 本工程裕量选取原则

本工程风机选型T.B点以BRL工况为计算基准。

风机选型应在保证最大出力的情况下，将风机高效点取在经常经济运行的范围。这样风机运行工况点偏离设计工况小，风机全年运行效率较高，从而节省厂用电耗。

2.3.4 一次风机风量风压选取

本工程每台炉配置两台50％容量的动叶可调轴流式风机作为一次风机。风量按BRL工况对应风量取裕量35％，考虑夏季温度裕量，压头裕量为30％，阻力按设备厂提供保证出力下阻力，不重复计裕量。一次风机参数汇总见下表（基于HP磨）：

一次风机风量计算表

一次风系统阻力计算表

    通过上表可以看出，以BRL工况为基准且设备阻力不考虑裕量的一次风机T.B点风量是BMCR工况下风量的1.39倍，风压为1.11倍。以BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的风机参数进行选型，风机厂的选型结果如下：

由上表可以看出，以BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的风机T.B点参数下的轴功率为BMCR工况下的1.5倍，选型风机满足长期在BMCR工况下正常运行的要求。

2.3.5 送风机风量风压选取

送风机风量按BRL工况对应风量取裕量5％，考虑夏季通风温度，压头裕量为10％，设备阻力按设备厂保证阻力，不重复计裕量。送风机参数汇总见下表（基于HP磨）：

送风机风量计算表

二次风系统阻力计算表

通过上表可以看出，以BRL工况为基准且设备阻力不考虑裕量的一次风机T.B点风量是BMCR工况下风量的1.05倍，风压满足BMCR工况的风压要求。以BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的送风机参数进行选型，风机厂的选型结果如下：

由上表可以看出，BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的风机T.B点参数下的轴功率为BMCR工况下的1.07倍，选型风机满足长期在BMCR工况下正常运行的要求。

2.3.6 引风机风量风压选取

引风机采用与脱硫增压风机合并方案，采用动叶可调轴流风机。

引风机风量按BRL工况对应风量取裕量10％，加上15℃的温度裕量，烟道压头裕量选取20％，设备阻力按设备厂保证阻力，不重复计裕量。本工程引风机参数汇总见下表：

引风机风量计算表

烟风系统阻力计算表

通过上表可以看出，以BRL工况为基准且设备阻力不考虑裕量的引风机T.B点风量是BMCR工况下风量的1.11倍。以BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的引风机参数进行选型，风机厂的选型结果如下：

由上表可以看出，以BRL工况为基准、设备阻力不乘裕量的风机T.B点参数下的轴功率为BMCR工况下的1.10倍，选型风机满足长期在BMCR工况下正常运行的要求。

3.结论

经过对三大风机风压风量的计算论证，以BRL为基准T.B点选型的风机能够满足风机长期在BMCR工况下正常运行的要求，风机能长期处于高效区运行。

根据国内外已投运的600MW级机组实际运行情况的调查以及对风机风量风压裕量的计算、论证，本工程确定风机参数选型基准点按BRL工况，TB点风压不再重复考虑设备阻力裕量是可行的。但当机组运行至中后期，各设备的阻力变大以及空预器漏风率变大时，以BRL工况为基点选择的风机是否能保证锅炉长期处于超负荷（即BMCR工况）运行仍需时日论证。

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