1000MW机组引风机选型配置方案比较

1000MW机组引风机选型配置方案比较关键词：引风机,1000MW机组,动叶可调,静叶可调摘要：本文针对江苏新海发电有限公司2*1000MW机组采用引风机、增压风机合并的风机方案进行了分析，对2×50％与3×35％两种合并风机方案进行了风机选型，分析了方案技术可行性及布置方案的比选，对两种模式下风机的初投资和运行维护费用进行了综合比较，可以看出采用3×35%静叶可调风机方案经济性最优，其次为2×50%动叶可调风机方案，推荐引风机采用3×35%静叶可调风机方案，这对于目前脱硝改造工程的电厂采用引风机、增压风机合并的风机方案时有借鉴意义。

前言：目前国内大型机组锅炉所配备的引风机中，可供选择型式有三类：动叶可调轴流式风机、静叶可调轴流式风机以及双速或变频、双吸入口导叶离心式风机。

火力发电厂的负荷特性要求机组具备调峰能力和变负荷运行方式。

双速离心式风机调峰经济性差，运行电耗大；采用变频离心式风机，变频器必须采用进口设备，电气设备费用昂贵。

此外，离心式风机体积和重量庞大，给制造、运输、安装、检修和维护带来了很大困难，因此，本工程不推荐采用离心式风机。

本工程合并风机配置方案按取消脱硫旁路烟道考虑，按动叶可调和静叶可调轴流式风机进行选型和配置台数进行了综合比较，因此本工程引风机推荐采用3×35%静叶可调风机方案。

1. 风机选型参数1.1 2×50％合并风机方案引风机与增压风机合并，风机按2×50％方案的静调风机和动调风机分别选取。

在30%THA工况时，为保证风机尽量运行在高效区，引风机考虑停运一台风机，保留一台风机运行。

风机选型数据如下表1.1-1、表1.1-2所示。

表1.1-1 2×50％合并风机选型方案（静调）表1.1-2 2×50％合并风机选型方案（动调）引风机与增压风机合并，风机按3×35％方案的静调风机和动调风机分别选取。

在75%THA工况时，为保证风机尽量运行在高效区，引风机考虑停运一台风机，保留两台风机运行。

风机选型数据如下表1.2-1、表1.2-2所示。

表1.2-1 3×35％合并风机选型方案（静调）表1.2-2 3×35％合并风机选型方案（动调）2. 合并风机方案技术分析2.1 2×50％合并风机方案技术分析2.1.1 烟风系统设置引风机与增压风机合并，烟气自空预器出口经过电除尘器合并至母管分成两路后进入引风机，引风机出口烟气汇成一路经烟气余热换热器、吸收塔脱硫后，直接排入烟囱。

2.1.2 2×50％合并风机布置方案根据工程现有脱硫场地和总图布置情况，2×50％风机方案引风机纵向对称布置，烟囱与烟气余热换热器、吸收塔在同一中心线上布置，吸收塔对称布置在烟囱两侧。

烟气从引风机接出后汇成一路，通过烟气余热换热器换热后，进入吸收塔脱硫后排入烟囱。

该方案优点是设备布置明晰，脱硫设备布置宽松，总平面布置占地面积小，烟气余热换热器预留布置空间大，烟道流通顺畅，烟气均匀性较好。

缺点是吸收塔距烟囱较远，净烟道需高位布置且较长，防腐及土建工程量大，引风机检修空间较小。

2.2 3×35％合并风机方案技术分析2.2.1烟风系统设置引风机与增压风机合并，取消脱硫旁路烟道，烟气自空预器出口经过电除尘器合并至母管分成三路后进入引风机，引风机出口烟气经各自烟气余热换热器换热后合并至总烟道进入吸收塔脱硫，最终排入烟囱。

2.2.2 3×35％合并风机布置方案根据工程现有脱硫场地和总图布置情况，3×35％风机方案引风机横向顺列布置，烟囱与吸收塔在同一中心线上布置，吸收塔紧靠烟囱对称布置在两侧。

烟气余热换热器布置在引风机出口烟道垂直段上。

烟气从引风机出口进入烟气余热换热器换热后，汇入总烟道进入吸收塔脱硫，最终排入烟囱。

该方案优点是设备布置紧凑，净烟道短，防腐工程量小，引风机检修空间大，引风机出口烟气不存在对冲问题。

缺点是总平面布置占地面积大，脱硫设备布置空间较小。

3 合并风机需考虑的问题3.1 炉膛瞬时防爆设计压力由于目前锅炉的控制技术已经十分成熟可靠，在控制系统运行状态良好的情况下，通过锅炉炉膛压力控制，可以保证锅炉炉膛在正常主辅机事故时不被破坏。

因此本工程在引风机和脱硫增压风机合并后，可以不考虑增大炉膛的瞬时防爆设计压力。

3.2 合并风机的制造情况对于本工程，通过设计优化，合并风机TB点风压在9004Pa左右。

通过向国内大型风机制造厂家咨询，按此参数选型，动叶可调轴流风机和静叶可调轴流风机均可以满足要求，因此在风机制造方面，引风机的国内制造与设计是可行的。

3.3 合并风机的可靠性目前国内在动叶可调和静叶可调轴流风机的设计、维护方面已经积累了相当丰富的经验，风机基本已经做到完全100％国产化，只有部分部件如轴承、液压油站等应业主需求需要进口，所以风机的运行可靠性完全可以保证3.4 合并风机对电气的影响本工程用电系统采用6kV、50kA方案。

厂内母线上单台最大电动机正常超支电压须满足厂用电设计规定“最大容量的电动机正常起动时，厂用母线的电压应不低于额定电压的80％”的要求。

合并后2×50%方案的静叶可调风机功率为8500kW，动叶可调风机功率为8200kW。

目前国内同类1000MW机组最大电动机超过8000kW还没有实际运行经验，考虑到实际运行中大容量电动机起动电流倍数有可能超过6倍，甚至达到9倍，若采用8500kW电动机则需电动机厂家严格保证电动机起动电流倍数不超过6倍，否则起动时母线电压可能低于80％。

合并后3×35%方案的静调风机功率为5800kW，完全满足厂用电设计规范。

3.5 3×35％合并风机选型点的设置未来几年社会用电供不应求的状况将大大缓减，电厂超发满发的情况将大大减少，机组处于额定负荷状态运行时间少，机组在70～80％额定负荷或更低负荷运行时间将会增加。

因此，本工程合并风机方案之一考虑采取3×35％风机方案，使得风机运行可以根据负荷的变化调整风机运行台数，尽量保证风机的高效率运行，增强运行调节的灵活性。

本工程暂定机组在75%THA负荷及以下时，关闭一台风机，风机两运一备。

在75%THA以上负荷时，投运三台风机。

风机全压升考虑锅炉本体系统、烟风系统、脱硫系统及烟气余热换热器的总阻力。

风机TB点风量除考虑17％的风量裕量和10℃的温度裕量以外，再按BMCR工况风量的1.05倍计算。

4. 两种方案经济性比较4.1两种方案的初投资比较两种方案的初投资比较见下表4.1-1。

表4.1-1 两种方案初投资比较表（一台炉）表4.1-1 两种方案初投资比较表（一台炉）注：1. 以上风机数据根据风机厂家资料参考取得。

2. 风机基础投资按700元/m3计算。

3. 土建支架投资按混凝土价格325元/m3计算。

4. 烟道按6mm厚度，费用按7700元/t计算。

4.2两种方案的运行维护比较两种方案的运行效率、轴功率、节电量和节电费用如下表4.2-1所示表4.2-1 两种方案运行维护费用比较表注：1. 以上风机数据根据风机厂家资料参考取得；2. 机组折合年利用小时数按5500小时计算；3. 电价按成本电价0.26元/kW.h考虑。

4.3两种方案的总费用比较两种方案的总费用比较如下表4.3-1所示表4.3-1 两种方案总费用比较表（一台炉）动叶可调风机方案。

4.4方案比较综述通过以上对初投资、运行费用的综合比较，可以看出：1）在2×50% 合并风机方案中，由于动调风机效率高于静调风机，尤其是在低负荷工况运行时，动调风机可以通过改变动叶安装角度来进行风机流量和压头调节使得风机效率远远高于静调风机，因此对于2×50% 方案，动调风机方案比静调风机方案年费用节省32.37万元/年（一台炉）。

2）在3×35% 合并风机方案中，由于风机运行可以根据负荷的变化调整风机运行台数，从而保证风机尽量运行在高效率区域。

因此即使在低负荷工况中，静调风机的效率与动调风机也基本相当；在机组经常运行的75％THA工况时，动调风机效率反而低于静调风机，因此对于3×35%方案，静调风机方案比动调风机方案年费用节省87.74万元/年（一台炉）。

3）所有方案比较中，2×50% 动调风机方案年运行维护费用最低，2×50% 静调风机方案和3×35%静调风机方案年运行维护费用次之。

但2×50%合并风机布置方案烟道较长，土建和烟道工程量较大，初投资比3×35% 合并风机方案大。

因此通过经济性年费用总的比较后可以看出，采用3×35%静叶可调风机方案经济性最优，其次为2×50%动叶可调风机方案。

5. 结束语从经济分析来看，采用3×35%静叶可调风机方案经济性最优，其次为2×50%动叶可调风机方案。

从运行调节的可靠性、灵活性来看，引风机与增压风机合并后，调节对象单一，烟气系统响应负荷变化快，运行调节可靠性高。

其中3×35％合并风机方案，由于风机运行可以根据负荷的变化调整风机运行台数，运行调节灵活性比2×50％合并风机方案好。

从对电气的负荷影响来看，由于3×35%合并风机方案单台风机电机功率较小，起动电流对厂用电系统厂用母线的电压影响小于2×50％合并风机方案。

从布置上来看，3×35%合并风机方案炉后占地面积比2×50%合并风机方案稍大，两种方案都具有设备布置明晰、烟风道顺畅、炉后布置方案可行等优点。

因此本工程引风机推荐采用3×35%静叶可调风机方案。

——王曙光（江苏新海发电有限公司江苏连云港222023）。