风机论文太完美了.docx

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风机论文太完美了

摘要

风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一，其所消耗的电量约占电厂总发电量的2～3%。

随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视。

因此，世界各国都在研究降低风机电耗的方法。

600MW电站锅炉风机采用离心式还是轴流式风机，通过对性能和经济性，安装等方面的比较。

目前用于火力发电厂的国内生产的高效离心式送、引风机，在实际运行中并未发挥出高效风机的“高效”这个优势，而处于高效风机低效运行的状况。

究其原因，最根本的还不在于选型、风机与管道系统性能的匹配以及安装、维修等方面，而在于风机的调这对电站锅炉本身的效率和电厂的经济效益有直接的关系，对风机的安装及维护也有重大的意义。

我国从80年代初期就开始致力于发展600MW亚临界机组,1985年从国外引进的第1台600MW机组在内蒙古元宝山电厂投运。

随后,又引进了多台亚临界和超临界机组,并采用引进技术生产并投产了多台600MW热力发电机组。

运行实践表明,亚临界和超临界机组在技术上是成熟的,为我国研制超临界机组积累了宝贵的经验。

三大动力集团80年代末、90年代初开始了超临界关键技术的研究工作。

分别与国际上拥有先进超临界技术的公司进行了广泛的国际间技术交流与合作。

石洞口二厂引进600MW超临界机组,给上海发电机组制造业带进了超临界机组部分的设计制造技术。

外高桥2×900MW分包制造,又掌握了超临界关键部件的设计技术。

随着引进技术的消化、转化,超临界机组设备国产化的条件已逐步成熟。

本文结合近年来大型锅炉机组选择经济合理的风机系统，针对分析当该锅炉分别采用入口导叶和双速电机联合调节的离心式风机或动叶调节的轴流式风机，进行其运行和调节特点的分析。

通过比较给出经济合理的风机选型方案。

关键词：

轴流；离心风机；可靠性；运行特点

Abstract

Fanisthemainpowerplantauxiliaryequipmentboilers,oneoftheelectricitytheyconsumeatotalpowergeneratingcapacityaccountsforabout2~3%.Withgrowingelectricitydemandandenergyproblems,theplantrunningfanofthegrowingeconomicimportanceforthepeople.Therefore,allcountriesintheworldtoreducethewindinthestudyofmethodsofmechanicalandelectricalconsumption.600MWpowerplantboilerusingcentrifugalbloweroraxialfan,throughtheperformanceandeconomy,comparativeinstallation.Atpresent,domesticproductionofcoal-firedpowerplantsfortheefficientdeliveryofcentrifugal,suctionfan,notintheactualoperationofplay

Fansofthehighlyefficient"highperformance"ofthisadvantage,andintheefficientrunningofthestateofinefficientfan.Thereasonisnotthemostfundamentalselection,fanandpipesystemtomatchtheperformanceandinstallation,maintenanceandsoon,butfansofthetuneitselfforpowerplantboilerpowerplantefficiencyandcost-effectivenessisdirectlyrelatedto,ontheinstallationandmaintenanceoffansalsohavegreatsignificance.

Chinafromtheearly80sbegantodevelop600MWsub-criticalunits,introducedfromabroadin1985thefirstunit1600MWpowerplantinInnerMongoliaandputintooperationYuanbaoshan.Later,theintroductionofmultiplesub-criticalandsupercriticalgeneratingunits,usingtheintroductionoftechnologyandproductionofmorethan600MWthermalgeneratingunits.Runningpracticeshowsthatsub-criticalandsupercriticalunitistechnicallymature,forthedevelopmentofsupercriticalunitsinChinahasaccumulatedvaluableexperience.

ThethreemajordrivingforcefortheGroupattheendofthe80's,early90'sultra-criticalstudyofkeytechnologies.Withtheinternationaladvancedsupercriticaltechnologyforawiderangeofinternationaltechnicalexchangeandcooperation.TheintroductionofShidongkouPlant600MWsupercriticalgeneratingunits,generatorsetstotheShanghaimanufacturingsupercriticalgeneratingunitsintothedesignandmanufactureoftechnicalparts.2×900MWWaigaoqiaosub-manufacturing,andmasteredthekeycomponentsofsupercriticaldesigntechnology.Withtheintroductionoftechnologydigestion,transformation,unitequipmentsupercriticalconditionshasbeenmadetograduallymature.

Inthispaper,alargeboilerunitinrecentyears,economicandrationalchoiceoffansystems,foranalysiswereusedwhentheboilerentranceguidevaneandthejointregulationoftwo-speedelectricfanorthecentrifugalrotoraxialfanadjustment,operationandregulationofitscharacteristicsanalysis.Bycomparingthefanisgivenareasonableselectionoftheeconomicprogram.

Keywords：

axial，centrifugalfanoperatingcharacteristicsofthereliabilityof

第一章绪论

1.1轴流式风机与离心式风机的简单介绍

1.1.1离心风机

离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。

离心风机风量大效率高、运转平稳躁声低、结构完整便于维护拆装方便等优点。

离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。

1.1.2轴流风机

轴流，就是与风叶的轴同方向的气流（即风的流向和轴平行），如电风扇,空调外机风扇就是轴流方式。

轴流风机又叫局部通风机，是工矿企业常用的一种风机，它的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形，用于局部通风，管道加压送风等，所以很多客户也叫圆筒风机、管道风机。

安装方便，通风换气效果明显，安全，可以接风筒把风送到指定的区域．

1.2入口导叶调节离心式风机和动叶调节的轴流式风机的特性曲线的区别与运行特点

离心式风机的调节方式和调节性能离心式风机的调节方式一般有3种，即进口挡板调节、进口导叶调节和变转速调节。

进口挡板调节是最简单的调节方式，也是最不经济的调节方式。

它是在低负荷时用减小挡板开度的办法进行调节。

在减小挡板开度时并不能改变风机的流量E压头特性曲线，而是人为的增加通道阻力。

挡板调节的经济性很差，所以一般不采用这种调节方式。

进口导叶调节是通过改变风机入口的气流方向来改变风机的特性曲线。

离心式风机的这种调节方式只能向着流量和压头减小的单方向调节。

这也使风机的效率降低，但与进口挡板调节相比，其功率消耗要小。

由于导叶调节的结构和维护都比较简单，所以是应用最普遍的调节方式。

变转速调节是采用液力偶合器、调频电动机等来改变风机的转速，从而改变风机的特性曲线。

由于风机在不同的转速下对应的风机效率实际上是相同的，所以这种调节方式是最经济的。

大功率的液力偶合器和调频电动机目前国内生产的较少，因而在大容量机组上尚无使用先例。

采用较多的是用双速（双绕组）电动机来拖动，使风机可在两种转速下运行。

这种调节方式不能单独使用，应与导叶联合使用进行调节。

在某一负荷之上，风机以高转速运行；当降低到一定负荷时，风机可切换到低转速运行。

这样可以弥补由于负荷变化过大而引起风机效率大幅度降低。

第二章离心式与轴流式通风机的工作原理及特性比较

2.1静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能

静叶可调轴流式风机是采用进口导叶调节方式。

它与离心式风机不同的是，不仅能向减少流量、压头的方向调节，也可在一定范围内反向调节。

就是借助进口导叶反向调节所获得的负旋绕来增加流量和压头，这样可以采用比流量、压头最大值稍低的参数进行风机的选型，使该工况点位于风机效率的最高点，使低负荷时的风机效率相对降低少一些。

运行实践表明，静叶可调轴流式风机对叶轮进口气流条件不敏感，可以采用简单进口导叶调节方式来获得较好的调节性能。

在相同条件下，静叶可调轴流式风机可在较大负荷变化范围内获得较高的平均效率。

静叶可调轴流式风机的调节特性优于离心式风机的调节特性。

2.2三种型式风机调节性能的比较

离心式风机和动叶可调轴流式风机的等效率曲线均为椭圆形，动叶可调轴流式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本平行，而离心式风机的等效率曲线的长轴与系统阻力曲线基本垂直。

静叶可调轴流式风机的等效率曲线为圆形，其最高效率低于动叶可调轴流式风机。

由此看出，静叶可调轴流式风机在变负荷运行时，与离心式风机一样，效率降低较快；动叶可调轴流式风机的高效率区域较广。

因而在变负荷时，动叶可调轴流式风机具有最佳的调节特性，静叶可调轴流式风机次之，离心式风机最差。

2.3各型风机对吸风机的适应性

离心式、静叶可调和动叶可调轴流式风机都可作为吸风机。

在过去的设计中，由于环境保护对烟气含尘量的要求不甚严格，烟气含尘量往往偏高，吸风机的选型比较重视风机的耐磨性。

随着国家对环境保护工作的重视，允许排放的烟气含尘浓度越来越低，吸风机的磨损问题已不再是风机选型的关键。

而吸风机运行的经济性则成为风机选型值得重视的问题。

风机叶轮的磨损速率与其转速的平方成正比，与烟气冲刷叶片的速度的3.5次方成正比。

各种风机所需的叶轮圆周速度取决于它们所能达到的压力系数H。

压力系数H大的风机，达到相同压头需要的叶轮圆周速度小，其转速就可以低一些，含尘气流对风机叶轮的磨损就轻一些。

动叶可调轴流式风机（单级叶轮）H=0.15-0.2；静叶可调轴流式风机H=0.35-0.4；离心式风机H=0.4。

在保证相同风机压头的条件下，动叶可调轴流式风机需要叶轮的圆周速度较高，对烟气含尘量的适应性较差；静叶可调轴流式风机对烟气含尘量的适应性居中；而离心式风机需要的圆周速度略低于静叶可调轴流式风机，它的烟气含尘量的适应性最佳。

从磨损角度看，离心式风机最优，静叶可调轴流式风机次之，动叶可调轴流式较差。

如上所述，由于环境保护要求的提高，烟气的含尘量大大降低。

同时，各风机制造厂在轴流式风机耐磨方面做了大量的工作，使叶轮的使用寿命大大提高。

上海鼓风机厂对动叶可调轴流式风机和静叶可调轴流式风机用作吸风机时，都采取了防磨措施。

动叶可调轴流式风机的叶片采用低碳合金钢，表面采用热喷涂工艺喷涂硬质合金（碳化钨加粘接剂）耐磨层+能在烟气含尘浓度350-400mg/m3情况下，安全运行26000小时以上。

并且在叶片表面磨损后，可进行3-4次修补后继续使用。

对静叶可调轴流式风机，以往一般不采用防磨措施，在叶片磨损后必须更换叶片，即将叶片从叶轮上割去并将轮毂表面打磨平整，沿周向另一位置焊接新叶片，这种修复可进行3-4次。

最近该厂进行了在静叶可调轴流式风机动叶片头部和工作面喷焊耐磨层的试验，效果良好。

经过喷焊耐磨层的动叶片在烟气含尘浓度200mg/m3情况下，使用寿命达50000以上。

含尘浓度在一定范围内增加（如到400mg/m3）叶片的寿命大致与烟气含尘浓度成反比。

豪顿华工程有限公司对动叶可调轴流式风机用作吸风机时，根据烟气含尘浓度的不同，采用不同的叶片材料和防磨措施。

当含尘浓度≤100mg/m3时，叶片采用铸铝或锻铝，叶片的迎风面上有可更换的具有硬铬涂层的不锈钢防磨衬板，防磨衬板的最小使用寿命为16000小时；当含尘浓度大于100mg/m3且≤300mg/m3时，叶片采用铸铁，使用寿命最小为24000当含尘浓度更高时，可考虑使用具硬铬涂层的不锈钢防磨衬板；在特殊情况下，也可采用钢制材料。

对静叶可调轴流式风机根据烟气含尘浓度也采取了防磨措施。

一般当含尘浓度在100mg/m3时，不需要特殊的防范措施；当含尘浓度在1000mg/m3时，对材料采取特殊的磨措施，可在叶轮表面焊上抗腐蚀材料钨铬钴合金。

沈阳鼓风机厂引进丹麦诺文科公司技术生产的动叶可调轴流式风机采用铸铝叶片（加不锈钢镀硬铬耐磨鼻），仅能适应烟气含尘浓度在150mg/m3以下，而且在600WM机组上曾出现过问题，该厂也在开发钢叶片，其耐磨性也将有较大的提高。

总之，由于烟气含尘浓度的降低和轴流式风机耐磨性的提高，吸风机无论采用静叶可调轴流式或动叶可调轴流式都是可行的。

离心式风机用作吸风机从技术上看不存在问题，而且它对烟气的含尘浓度适应性更强。

其最大的问题是低负荷运行时效率太低，运行经济性极差。

为了提高其运行经济性，以往曾采用双速电动机，这又增加了设备价格和运行复杂性。

考虑到离心式风机设备价格高（风机质量大）、运行经济性差等问题，建议不将离心式风机用作吸风机。

第三章600MW机组引风机配置情况特点及系统简述

3.1国内600MW机组引风机配置情况

国内已运行的600MW机组的引风机大多采用双速离心风机，如平好电厂、北仑港电厂、哈三电厂二期等，邹县电厂三期采用了动叶可调轴流引风机，设计中的吴径电厂八期引风机采用动叶可调轴流风机，正在施工的扬州第二发电厂选择了单速离心风机作为引风机。

静叶可调轴流风机尚无业绩。

3.2各类引风机的特点

目前，大型电站引风机国内可以选择型式大致有:

动叶可调轴流风机、解叶可调轴流风机、双速离心风机、定速离心风机。

动叶可调轴流风机动叶可调轴流风机，有一套液压调节系统，可以在运行中调节动叶片的安装角，改变风机特性使之与运行工况相适应。

风机较为轻巧，但转子外沿线速度较高，风机转速较高。

3.2.1动叶可调轴流风机

由于有一套液压调节系统，结构上比较复杂，风机初投资较高。

动叶可调轴流风机效率曲线近似呈椭圆面，长轴与烟风系统的阻力曲线基本平行，风机运行的高效区范围大，调节性能好。

风机耗功少，运行费用低。

动叶可调轴流风机压力系数小，故风机达到相同风压时需要的转子外沿线速度高，作为引风机，含尘气流对叶轮的磨损问题比其它型式的风机要大些，不作耐磨处理时，一般只能承受150mg/Nm”的含尘量。

为了提高叶片的使用寿命，可采用钢叶片表面喷焊耐磨层的措施。

叶片经过耐磨处理后，含尘量应不高于300一35omg/Nm3。

虽然动叶可调轴流风机有一套复杂的液压调节机构，但从国内运行的300MW、600MW动叶可调轴流风机来看，其可靠性较高，检修工作量并不大。

需要经常检修维护的部件主要是动叶片，动叶可调轴流风机的动叶片与轮毅是螺栓连接，叶片更换相对于其它型式风机简单得多。

液压系统主要是液压缸密封件的检修维护、油系统漏油问题的解。

3.2.2静叶可调轴流风机

静叶可调轴流风机的叶轮子午面流道，沿着流动方向急剧收敛，气流速度迅速增加获得动能，并通过后导叶、扩压器将部分动能转换成努压能，扩压器的设计是风机性能的关键。

风机对叶轮人口条件不太敏感，采用简单的人口导向器调节方式可以获得较好的调节性能。

风机结构比较简单，转速比动叶可调轴流风机低。

简单地说，静叶可调轴流风机在结构复杂性和性能表现上都介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。

静叶可调轴流风机结构上较简单，风机初投资较低。

静叶可调轴流风机效率曲线近似呈圆面，风机运行的高效区范围、风机效率、调节性能、运行费用均介于动叶可调轴流风机和离心风机之间。

静叶可调轴流风机转子外沿的线速度较低，对入日含尘旦的适应性比动叶可调轴流风机耍好，含尘量一般应在40omg/Nm3下。

静叶可调轴流风机的结构比较简单，需要维护的部分少。

据制造厂介绍，后导叶是最主要的易磨件，已被设计成可拆卸式，更换方便。

风机叶片是焊在轮毅上的，长期运行磨损后的更换比较麻烦，基本上都得返厂进行。

静叶可调轴流风机的失速区比其他类型风机宽。

风机启动时，由于风量小、并能较快通过失速区，目前运行的大机组风机中失速间题并不很明显。

在调峰机组上，低负荷长期运行有可能进人失速区，喘振现象就会比较突出，但现在制造厂已找到了解决方法一加装分流器，从而使高负荷时风机效率基本不变，低负荷时效率有所下降，但避免了失速。

3.2.3定速离心风机和双速离心风机

离心风机结构简单，运行可靠，耐磨性比轴流风机好，但大型风机较为笨重。

风机的调节方式有进口导叶调节、进口挡板调节和变转速调节三种型式。

进口导叶调节是通过改变风机人口气流方向改变风机的特性曲线，其效果比静调风机人口导向器的调节效果差。

进口挡板调节，则不改变风机特性曲线，靠人为增加系统阻力的方法调节风量，是最简单但最不经济的调节方式。

变转速调节是通过变速电机或液力偶合器的手段改变风机转速，使风机效率在负荷变化时仍保持稳定的高效率。

此种调节手段效果最好（甚至比轴流风机还要好），但目前变速电机和液力偶合器价格太贵，国内变速电机制造技术尚不过关，在大型电站风机上还不具备使用条件，至多只能采用双速电机的方法改善风机的性能。

而风机的调节，在条件许可时，宜优先采用导叶调节方式。

大型离心风机尺寸、重量大，这给制造、运输、安装和检修都带来了一定的困难。

而且耗费材料量大，风机初投资高。

离心风机效率曲线近似呈椭圆面，短轴与烟风系统的阻力曲线基本平行，风机运行的高效区窄，调节性能相对差些。

定速离心风机运行费用比动、静调风机都高出较多。

双速离心风机按《火力发电厂设计技术规程》的要求，低速档宜满足汽轮机带额定负荷并处于高效区运行，但为了避免频繁变换转速，一些电厂将BMCR工况设在低速挡风机的最高效率点上（当然这可能会使T.B点效率有所降低，并抬高风机初投资）。

运行费用比动调风机略高，与静调风机相比，则要视具体风机情况和机组负荷分配的情况而定。

离心风机的结构特点决定了其压力系数较高，因此其耐磨性是几类风机中最好的，尤其是双速离心风机，在低转速运行时磨损比定速风机更小。

离心风机结构简单，需要维护的主要是叶轮，它的检修并不复杂，磨损不太严重时，可以采用补焊的方法，但它的外形大、叶轮本体和主轴重量都很重，对起吊设施要求高。

由于大型离心风机的叶轮均是热套在主轴上的，叶轮磨损严重时，更换叶轮非常困难。

双速离心风机在国内的运行实践中，双速电机工作时存在的换档问题一直未能很好地解决。

大多数电厂都不愿意牺牲风机在高负荷时的可调性将风机定在低速运行，故风机仍定速在高速档运行，无法达到理想的效果。

3.3实例工程锅炉和燃烧系统简述

该工程Zx60OMW汽轮发电机组的大主机选用哈尔滨三大动力厂设备。

机组要承担基本负荷，并具有一定的调峰能力。

所配锅炉由哈尔滨锅炉有限责任公司（以简称哈锅）生产，锅炉型式为国产引进型煤亚临界控制循环汽包炉，一次中问再热单炉膛平衡通风，H型布置，摆动式燃烧四角切圆燃烧，固态排渣，全钢构架。

锅炉主要参数如下（BMCK工况）:

锅炉型号:

HG202317.6一YM4锅炉最大连续蒸发量:

2023t/h过热器出口蒸汽压力:

176MPa（g）过热器出口蒸汽温度:

540℃再热蒸汽流量:

1654t/h再热蒸汽出口蒸汽压力:

3.67MP（g）再热蒸汽出口蒸汽温度:

540℃给水温度:

281.3℃排烟温度（修正前）:

131℃锅炉保证热效率（按低位发热量）:

93%不投油最低稳燃负荷:

30%B一MCR。

该工程设计煤种为准格尔露天煤矿混中块煤，校核煤种1为准格尔一黑岱沟1一商品煤，校核煤种2为晋北代表性煤。

本工程燃烧系统采用MPS中速磨煤冷一次风机正压直吹系统。

空气预热器为分仓容克式空气预热器。

电气除尘器保证尘效率为99.2%。

引风机计算风量（BMCR工况）:

480m3/s选型风量（T.B点）:

552m3/s计算压头（BMCR工况）:

3976Pa。

第四章轴流引风机内部研究及经济性的比较

4.1轴流引风机各部件内流研究状况

目前，大型电站引风机国内可以选择的型式大致有：

动叶可调轴流风机、静叶可调轴流风机、双速离心风机、定速离心风机。

离心风机结构简单、运动部件少、易于维护、运行可靠，在我国有比较成熟的运行和维护经验。

但随着机组单机容量的增加，离心风机的尺寸增大，叶轮材料的强度受到影响，因焊接问题引起的叶片断裂或风机损坏的事故时有发生，因而离心风机运行的可靠性有所下降。

近几年由于轴流风机的高效性和调节特性引起了人们的关注,很多风机生产厂家对它们的可靠性作了广泛的研究和改进,已经有了很大程度的提高。

4.2电机联合调节的离心式风机动叶调节的轴流运行和调节特点的分析

目前国内有很多电厂采用了轴流风机,其可靠性已得到了实践证明。

在检修维护方面,由于动叶调节轴流风机增加了一套复杂的高速旋转的调节机构和液压调节系统,其检修工作量比静叶调节轴流风机和离心风机要大，检修工艺要求也比后两者高,而静叶调节轴流