华电国际莱州电厂一期2x1000MW机组三大风机裕量系数选取研究

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内容摘要：本文依据《火力发电厂设计技术规程》的规定，结合华电国际邹县电厂实际运行数据，提出华电国际莱州电厂一期工程2x1000mw机组锅炉三大风机风量及风压裕量系数的选取建议，供以后同类工程参考。

关 键 词：三大风机 风量裕量系数风压裕量系数

前言：

大型火力发电厂送风机、一次风机和引风机通常称为三大风机。三大风机的功耗大，在电厂的厂用电率中占有重要的份额，因此合理选取三大风机风量、风压裕量系数是实际运行中节能降耗的重要措施。本文依据《火力发电厂设计技术规程》的规定，结合华电国际邹县电厂百万机组的实际运行数据，提出华电国际莱州电厂一期工程2x1000MW机组锅炉三大风机风量及风压裕量系数的选取建议，供以后同类工程参考。

概述

华电国际莱州电厂位于莱州市金城镇海北嘴海湾头部附近。新建21000MW超超临界、凝汽式燃煤机组。

锅炉最大连续蒸发量(B-MCR)为3033t/h,为东方锅炉（集团）股份有限责任公司生产的超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧锅炉。

汽轮机型号为N1039-25/600/600，为东方汽轮机有限公司生产的1000MW级、超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。

发电机铭牌功率为1039MW，为东方电机股份有限公司制造的水氢氢冷却、静态励磁汽轮发电机。

送风机和一次风机均采用动叶可调轴流式风机，引风机采用静叶可调轴流式风机。引风机按照不设置SCR脱硝装置选型，其电动机容量按设置SCR装置选择。

下文在邹县电厂四期工程＃7机组满负荷运行时三大风机的风量、压头运行数据基础上，并结合三大风机选型时的风量、压头裕量选取情况进行判断、分析，提出本工程三大风机的风量、压头裕量选取数据。

送风机选型

2000版“火规”规定：当采用三分仓空预器时，送风机的风量裕量不低于5%，另加温度裕量；压头裕量不低于10%。

邹县四期工程送风机采用动叶可调轴流式风机，风量裕量选取为17％的质量流量另加温度裕量，BMCR工况计算风量为291Nm3/s，TB工况风量为341Nm3/s。压头裕量选取为30%，BMCR工况计算压头为4292Pa，TB工况压头为5580Pa。机组在满负荷出力1000MW的实际运行工况下，送风机的风门开度为82.9%。邹县四期工程实测值与设计院选型时的二次风系统阻力计算值差距主要是预热器阻力和燃烧器处负压，预热器阻力实测值为903Pa，设计院选型压头为830Pa，燃烧器处负压实测值为-108.8Pa，设计院选型值为-286Pa。从上述数据看，邹县四期项目送风机选取从满负荷风门开度看送风机选型基本合适，通过与锅炉厂协商，针对莱州工程特提出以下选型原则：

a、风量裕量采用17%；

b、空预器阻力采用1000Pa（初设为450 Pa）；

c、燃烧器处负压采用-100Pa（初设为-286Pa）；

d、空预器和燃烧器处的阻力和负压按上述修正后，送风机压头裕量采用25％。

根据以上选型原则，空预器漏风率按照8%计算，夏季通风温度为30℃，风量裕量按照17%考虑，送风机BMCR工况容积风量为301.1Nm3/s，TB工况容积风量为352.3Nm3/s。二次风系统阻力分布情况如下：消音器阻力200Pa、暖风器阻力300Pa、预热器阻力1000Pa、燃烧器阻力1850Pa、燃烧器处负压取-100Pa、其它风道风门等系统阻力为1764Pa。BMCR工况送风机计算的全压升为5014Pa，风压裕量取25%时，TB工况送风机全压升为6267Pa。

一次风机选型

2000版“火规”规定：对于三分仓空预器正压直吹式制粉系统的冷一次风机的风量裕量宜不小于35%，另加温度裕量；压头裕量宜为30%。条文说明中规定：当空预器漏风率变化较大，且煤质变化较大和送粉管道布置复杂时，一次风机风量裕量推荐40％加温度裕量。

邹县四期工程一次风机采用动叶可调轴流式风机，风量裕量选取为40％的质量流量另加温度裕量，BMCR工况计算风量为89.2Nm3/s，TB工况风量为124.8Nm3/s。压头裕量选取为30%，BMCR工况计算压头为10224Pa，TB工况压头为13291Pa。机组在满负荷出力1000MW的实际运行工况下，一次风机的风门开度为95.3%。邹县四期工程一次风的预热器阻力损失的实测值为566Pa，设计院的选型压头为450Pa，燃烧器处负压实测值为-108.8Pa，设计院选型值为-286Pa。

从上述的邹县四期工程实测值与设计院选型数据及实际运行时的风门开度来看，邹县四期项目一次风机选取从满负荷风门开度看一次风机选型时锅炉各处阻力值略有偏小，通过与锅炉厂协商，针对莱州工程特提出以下选型原则：

a. 一次风机风量裕量采用40%质量流量加温度裕量；

b. 空预器阻力采用650Pa（初设为450 Pa）；

c. 燃烧器处负压采用-100Pa（初设为-286Pa）；

d. 按照初设外审专家意见：空预器等阻力调整后风压裕量由35%调整为30%。

根据以上选型原则，空预器漏风率按照8%计算，夏季通风温度为30℃，风量裕量按照40%考虑，一次风机BMCR工况容积风量为98.4Nm3/s，TB工况容积风量为137.8Nm3/s。一次风系统阻力分布情况如下：消音器阻力200Pa、预热器阻力650Pa、HP磨煤机阻力5000Pa（MPS磨为7400Pa）、煤粉管道阻力3228Pa、一次风分配器阻力700Pa、燃烧器阻力1150Pa、燃烧器处负压取-100Pa；煤粉提升压头损失68Pa、其它冷热风道及风门等系统阻力为1516Pa；BMCR工况送风机计算的全压升为12412Pa（MPS磨为14812Pa），风压裕量取30%时，TB工况送风机全压升为16136Pa（MPS磨为19256Pa）。

引风机选型

2000版“火规”规定引风机的风量裕量不低于10%，另加不低于10ºC的温度裕量，压头裕量不低于20%；条文解释中提出：如不计锅炉尾部受热面的漏风、空预器漏风取值偏小的情况下，引风机风量裕量可增大到15％，对在空预器低温端堵灰倾向严重的燃料，压头裕量可增大到30％。

邹县四期工程引风机采用静叶可调轴流式，风量裕量选取为17％的质量流量另加10℃温度裕量，BMCR工况计算风量为457Nm3/s，TB工况风量为534.7Nm3/s。压头裕量选取为30%，BMCR工况（不含脱硝）计算压头为4661Pa，TB工况（不含脱硝）压头为6060Pa。机组在满负荷出力1000MW的实际运行工况下，引风机的风门开度为57.4%。

邹县四期项目引风机选取从满负荷风门开度看引风机选的有些偏大，针对莱州工程特提出以下选型原则：

a、将空预器漏风率由原来初设的12%，调整为8%；

b、引风机风量裕量仍采用15%质量流量裕量外加10℃的温度裕量；

c、引风机压头裕量仍采用25％。

根据以上选型原则，空预器漏风率按照8%计算，引风机进口烟温为110.5℃，风量裕量按照15%考虑外加10℃温度裕量，引风机BMCR工况容积风量为465.35Nm3/s，TB工况容积风量为535.15Nm3/s。引风机侧系统阻力分布情况如下：燃烧器处负压-100Pa、锅炉尾部烟道阻力1370Pa、空预器器阻力1080Pa、空预器至除尘器烟道阻力533Pa、除尘器阻力300Pa、除尘器至引风机前烟道阻力234Pa、引风机出口至烟囱入口阻力490Pa、烟囱入口处正压245Pa；脱硝系统阻力1000a、BMCR工况引风机计算的全压升为4352Pa（考虑脱硝为5352Pa），风压裕量取25%时，TB工况送风机全压升为5440Pa（考虑脱硝为6690Pa））。

在引风机招标规范书中要求制造厂提出设置SCR脱硝装置时的改造方案，引风机电动机容量按设置SCR装置选择，引风机和电动机的基础按照设置SCR装置设计。

5、小结：

三大风机作为火电厂重要的辅机设备，其设计选型参数的合理与否是风机运行经济性和可靠性好坏的关键。选大了会使风机常年运行在低效区内，甚至发生失速或喘振等不安全现象；选小了又会造成出力不足，不能满足机组满发需要。所以优化风机配置，准确选型，合理选取裕量具有十分重要的意义。

本文依据大火规定并结合邹县四期工程三大风机裕量取值情况和实际运行情况，提出了莱州工程三大风机风量及风压裕量系数的选取建议，最终确定送风机型式为动叶可调轴流式，风量裕量为17%，另按夏季通风温度考虑，风压裕量为25%；一次风机型式为动叶可调轴流式，风量裕量为40%，另按夏季通风温度考虑，风压裕量为30%；引风机型式为静叶可调轴流式，风量裕量为15%，另加10℃温度裕量，风压裕量取为25%。

参考文献

1）DL 5000－2000 火力发电厂设计技术规程

2）邹县电厂四期工程＃7机组满负荷运行实测数据报告