电站锅炉风机选型和使用导则讲解.docx

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电站锅炉风机选型和使用导则讲解

中华人民共和国电力行业标准

DL 468—92

电站锅炉风机选型和使用导则

中华人民共和国能源部1992-05-16批准                    1992-11-01实施

1 主题内容与适用范围

    本导则规定了电站锅炉通风机（简称风机）的设计、制造、选型、安装、运行、验收及风机进出口管道设计的基本要求。

    本导则适用于电站锅炉的送风机、引风机、一次风机、排粉风机（煤粉风机）、烟气再循环风机。

磨煤机用的密封风机及回收风机应参照使用。

    循环流化床锅炉风机另行规定。

2 引用标准

    GB 1236—85通风机空气动力性能试验方法

    GB 10178—88通风机现场试验

    GB 2888—82风机和罗茨鼓风机噪声测量方法

    JB 2977—81风机与罗茨鼓风机名词术语

    JB 4326—86电站轴流式风机

    JB 4358—86电站锅炉离心式送风机和引风机

    SDJ 1—84火力发电厂设计技术规程

    GBJ 49—83小型火力发电厂设计规范

    SDJ 245—88电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）

3 定义和术语

3.1 通风机

    进口介质为标准空气，全压ptF＜15kPa的风机称为通风机。

3.2 标准空气

    其密度ρ=1.20kg/m3。

3.3 通风机流量（qV）

    通风机流量是在通风机进口处介质密度下的容积流量。

3.4 通风机全压（ptF）

    通风机出口截面与通风机进口截面全压之差。

3.5 通风机动压（pdF）

    通风机动压是风机出口截面平均速度的动压。

3.6 通风机静压（psF）

    通风机静压是通风机全压与通风机动压之差。

3.7 通风机静压升（ΔpsF）

    通风机静压升是通风机出口静压ps2与风机进口静压ps1之差，即

3.8 电动机功率Pshd

    电动机功率是从电动机轴输出的功率。

3.9 通风机轴功率（Psh）

    通风机轴功率是传给通风机主轴的机械功率。

3.10 通风机有效功率（Pe）

    通风机有效功率是单位时间内传给气体的有效功。

3.11 通风机全压效率（η）

    通风机全压效率是通风机有效功率与通风机轴功率之比。

3.12 喘振与失速界限

    离心风机的喘振界限是在不同转速下或不同入口调节门开度下，靠近压力曲线峰值的点的连线。

该点对应于风机稳定运行的最小流量点。

轴流风机的失速界线是在不同叶片角度下，压力曲线上接近峰值的点的连线。

该点对应于气流流过叶片没有分离时风机可以运行的最小流量点。

通风机不应在喘振区、失速区域运行。

图1防治各种磨损与腐蚀的衬垫

1—局部叶片衬垫；2—整个叶片衬垫；3—蜗壳衬垫；4—机壳侧板衬垫；

5—后盘/中盘衬垫；6—切割后的中盘；7—可更换的翼型前缘构件

（离心式风机）；8—可更换的翼型前缘构件（轴流式风机）

3.13 温度（t）

3.13.1 最高设计温度

    最高设计温度是在规定的时间间隔内，风机可以运行的最高温度。

3.13.2 设计温度

    设计温度是风机可以连续运行的气体最高温度。

3.13.3 运行温度

    运行温度是风机在正常条件下运行的气体温度。

3.14 防磨衬垫（图1）

3.14.1 局部叶片衬垫

    局部叶片衬垫是钢制的狭窄零件。

安装在靠近后盘或中盘的地方，防止叶片局部磨损。

3.14.2 叶片衬垫

    叶片衬垫是与通风机叶片有同样尺寸和形状的钢制零件，用以防止叶片磨损。

它应能在不拆出叶轮的情况下进行更换。

3.14.3 蜗壳衬垫

    蜗壳衬垫附加在通风机蜗室内，用于防磨和防腐。

3.14.4 机壳侧板衬垫

    机壳侧板衬垫是一狭窄的金属条，固定在与蜗壳相连的机壳侧板上。

3.14.5 后盘/中盘衬垫

    后盘/中盘衬垫是一些狭窄的金属条，固定在叶轮后盘/中盘上接近叶片的地方。

3.14.6 可更换的翼型前缘构件

    它是附加在机翼型叶片前缘的金属构件，以防止翼型前缘磨损。

3.14.7 锯齿形中盘

    中盘可以在未装叶片的地方切去，以防止中盘在该部位磨损。

按这种方法制造的中盘称为锯齿形中盘。

3.15 当量直径De

    边长为a和b的矩形管道的当量直径

。

3.16 通风机系统

    系统是从一处或多处向另一处或多处输送空气或气体而设计的一系列风筒、管路、弯管和支管。

通风机提供了克服系统气流阻力必须的能量，并使空气或气流通过系统。

    典型系统的组件有：

吸风口，格栅，扩散器，过滤器，加热和冷却装置，空气污染控制装置，燃烧器，烟、风道及各种风门，混合器，消声器，管网和有关配件。

3.17 系统曲线

    系统曲线是某个系统的压力对容积流量特性的图解。

3.18 系统效应

    通风机的性能受其进、出口连接管道的影响。

如果出口连接不当，进口气流不均匀，以及通风机进口处存在涡流，则将改变通风机的空气动力特性，降低通风机的性能。

系统布置对风机性能的影响称为系统效应。

3.19 冷一次风机

    输送常温空气至制粉系统的风机称冷一次风机。

3.20 热一次风机

    输送经过锅炉空气预热器加热后的热空气至制粉系统的风机称热一次风机。

3.21 噪声

    噪声是弹性介质传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的反复变换或这种变换的迭加。

3.21.1 分贝（dB）

    分贝是表示一个数量与基准量之比的对数值，是无量纲量。

3.21.2 声压级（Lp）

    声压级以分贝表示，它是声压p（Pa）与基准声压之比的常用对数乘以20，基准声压为2×10-5Pa，即

（1）

3.21.3 声功率（W）

    声功率是声源在一个周期内，平均每单位时间内发射出的声能。

3.21.4 声功率级（LW）

    声功率级以分贝表示，它是声功率W（W）与基准声功率之比的常用对数乘以10，基准声功率为10-12W，即

（2）

3.21.5 倍频程带

    倍频程带是两个相邻频率之比为2∶1所确定的频程，即满足

的频带。

式中：

f2——频带的上限截止频率，Hz；

      f1——频带的下限截止频率，Hz。

频带的几何中心频率

3.21.6 A声级（

）

    A声级是用声级计或用与此等效的测量仪器经过A计权网络指出的噪声级。

3.21.7 比A声级（

）

    比A声级是单位流量、单位全压时的A声级。

dB（A）                （4）

式中：

——比A声级，dB（A）；

——A声级，dB（A）；

——流量，m3/min；

——全压，Pa。

4 设计与制造

4.1 风机的设计必须符合GB3235—82《通风机基本型式、尺寸、参数及性能曲线》的要求。

4.2 离心式送风机和引风机的设计制造必须符合JB 4358—86《电站锅炉离心式送风机和引风机》的规定。

4.3 轴流式送风机、引风机和冷一次风机的设计和制造必须符合JB 4326—86《电站轴流式风机》的规定。

4.4 离心式冷一次风机的设计和制造必须符合JB 4358—86《电站锅炉离心式送风机和引风机》中对送风机的规定。

4.5 离心式热一次风机设计进口气体温度为250℃，允许最高进口气体温度不超过300℃，气体的含尘浓度不超过100mg/m3。

其设计和制造应按JB 4358—86《电站锅炉离心式送风机和引风机》中对引风机的规定。

进口气体温度超过300℃时，应按高温风机进行设计和制造。

4.6 煤粉风机（排粉风机）：

4.6.1 煤粉风机输送的介质是含煤粉量不大于80g/m3的空气（钢球磨中储式制粉系统的乏气）。

其设计进口气体温度为70℃，允许最高进口气体温度为150℃。

4.6.2 除适用条件和叶轮使用时间外，煤粉风机的设计和制造必须符合JB 4358—86《电站锅炉离心式送风机和引风机》中对引风机的规定。

4.6.3 煤粉风机的蜗壳必须装设蜗壳衬垫以减轻蜗壳磨损。

4.6.4 煤粉风机的叶轮必须采取适当的防磨措施，如加装叶片衬垫或局部叶片衬垫、后盘衬垫、喷焊耐磨材料等，以减轻叶轮磨损提高使用寿命。

4.6.5 煤粉风机的叶轮在含粉浓度符合要求的情况下，其使用寿命不少于8000h。

如果煤粉的磨损指数特别高，使用时间不能达到4000h时，供需双方就应协商采取其他措施延长叶轮使用时间。

4.6.6 负压直吹式制粉系统的排粉风机，其输送的介质为含煤粉300～500g/m3的空气。

设计时应采取特殊的防磨措施，其叶轮的使用寿命不得少于4000h。

4.7 烟气再循环风机：

4.7.1 烟气再循环风机输送的介质为含灰量不大于20g/m3、温度不高于400℃的热烟气。

4.7.2 除适用条件和叶轮使用时间外，烟气再循环风机的设计和制造必须符合高温风机的要求。

4.7.3 烟气再循环风机的机壳和叶轮必须采取防磨措施以减轻磨损，延长风机的使用寿命。

4.7.4 烟气再循环风机的轴承需设专门的隔热和冷却装置，以改善轴承的工作条件。

4.7.5 烟气再循环风机的叶轮，在烟气含灰量符合要求的情况下，其使用寿命不得少于4000h。

4.8 密封风机应由制造厂配备进口过滤器。

4.9 风机应设有必要的自保护装置，如轴承的温度和断油保护，轴流式风机的喘振保护等。

4.10 采用水冲洗叶轮及机壳时，在机壳底部应设有排水口，且底部应敷设防腐垫层，如瓷砖等。

5 风机的选择

5.1 风机台数的选择

5.1.1 对容量为50～600MW的汽轮发电机组，其锅炉风机台数的选择应符合SDJ 1—84《火力发电厂设计技术规程》的规定。

    a.一次风机的台数不少于2台，不设备用。

    b.排粉风机的台数应与磨煤机台数相同。

    c.每台锅炉应装设2台送风机和2台引风机。

经技术经济比较，也可采用2台以上的引风机。

    d.中速磨正压直吹式制粉系统的密封风机，每台锅炉不应少于2台，其中1台为备用。

当每台磨煤机均设有密封风机时，密封风机可不设备用。

5.1.2 对容量为6.5～35t/h的燃煤锅炉，其风机台数的选择应符合GBJ 49—83《小型火力发电厂设计规范》的规定，即每台锅炉设置送风机和引风机各1台。

5.1.3 容量为65t/h的锅炉，每炉应装设1台送风机和1台引风机。

5.1.4 容量为130t/h的锅炉，每炉应装设1台送风机和2台引风机。

但燃油燃气负压锅炉应装设1台送风机和1台引风机。

5.2 风机风量和压头裕量的确定

5.2.1 对容量为50～600MW的汽轮发电机组，其锅炉风机的风量和压头裕量应符合SDJ1—84《火力发电厂设计技术规程》的规定。

5.2.2 对容量为6.5～35t/h的燃煤锅炉，其送风机和引风机的风量和压头裕量应符合GBJ49—83《小型火力发电厂设计规范》的规定。

5.2.3 按引进技术进行设计者，应按引进国家的标准确定裕量。

5.3 风机型式的选择

5.3.1 送风机和引风机型式的选择应按SDJ 1—84《火力发电厂设计技术规程》的要求进行。

5.3.2 风机型式的选择应使风机保证达到烟、风、煤粉管道计算中确定的设计参数——风量、风压（包括系统效应和富裕量在内），而且运行时消耗的电量小，维护方便。

详见第10章和附录A。

5.3.3 风机型式的选择应使设计参数点落在风机效率曲线的最高效率区。

其效率通常应不低于风机最高效率值的90%。

5.3.4 在选择离心风机时，设计点尽可能接近导向器全开时的风量-压力曲线。

5.3.5 在选择轴流风机时，设计点应落在相应最大效率工况时调节器再向开大方向调节10°～15°的曲线上。

以便锅炉机组在低于额定工况运行时，风机仍在最高效率区内运行。

5.3.6 对于给定的参数，当可以选择几种不同型式的风机时，应根据锅炉机组的年负荷曲线、风机耗电、调节效率、设备造价、维护费用及其他因素进行综合技术经济比较来选择。

5.4 风机转速的选择

选择燃煤锅炉的引风机时，为减小磨损，所采用的转速不宜大于1000r/min。

对多管式除尘器，前弯叶片风机的转速不宜大于600r/min，后弯叶片风机的转速不宜大于750r/min。

图2振动等级

5.5 离心式送、引风机调节方式的选择

5.5.1 离心式送、引风机一般选用入口导向器进行调节。

5.5.2 对带基本负荷的200MW以上机组的送、引风机宜采用入口导向器调节，通过比较认为合理时可选用双速电机，且风机在低速档运行时，应能满足机组额定负荷的要求，并处于高效区运行，以降低电耗。

5.5.3 对调峰机组的送、引风机，经过技术经济比较，也可采用变速调节装置进行变转速调节。

6 风机的安装

6.1 风机的安装应按照制造厂提供的

有关安装图纸及使用说明书中的要求进行。

6.2 除风机安装后的振动等级外，风机的安装应符合SDJ 245—88《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》中第七章（锅炉辅助机械）第一节（一般规定）、第二节（机械安装通则）和第四节（风机）的规定。

6.3 新风机安装后的振动等级受旋转组件的残余不平衡量（平衡质量）、基础刚度、阻尼及风机和原动机的对中等因素的影响。

为使风机安全运行，在轴承箱的水平和垂直中心线上测量的正常振动的等级应在图2的范围内。

7 风机的运行

7.1 单台风机的运行

7.1.1 离心式风机

    离心式风机一般选择在风机特性曲线最高效率点附近的稳定区域运行，如图3上的A点。

这样沿着同一系统阻力曲线，当流量减小时，都能保证风机运行稳定，如B、C、D点。

    不允许风机在A1点左侧运行，因为可能导致脉动、振动并可能引起喘振。

7.1.2 轴流式风机

    轴流式风机与离心式风机相类似，对于每一给定的叶片角度，均有一对应于产生失速的最小流量。

风机特性曲线存在一较大的失速区，如图4所示。

如果风机选择在A点运行，则沿着不变的系统阻力曲线，流量的任何变化都将产生稳定的运行条件（如B、C、D）。

图3典型离心风机性能曲线

图4典型动叶调节轴流风机性能曲线

    如果风机被强制在失速区域运行，则可能产生剧烈的振动，造成风机损坏。

    系统阻力计算的误差、系统调节门关闭不当，以及系统因积灰阻塞等原因都会引起风机在任意给定叶片角度下进入失速区域运行。

为此，除要求在风机选型设计时留有足够的压力裕量外，还应保证风机在任何角度下运行的最小流量必须大于该角度下的失速流量的5%～10%。

7.2 风机的并联运行

7.2.1 离心式通风机的并联运行

    图5示出了两台后弯式离心风机并联运行的典型特性曲线。

两台风机并联运行点是C点，但每台风机是在各自性能曲线的A点上运行。

每台风机所需功率为D点。

如果一台风机停止运行，则另一台风机运行点将沿着特性曲线下移到B点，与管路系统阻力相匹配。

与此同时，风机的功率逐渐上升到E点。

如果不是后弯叶片风机，则功率可能明显增大，应谨慎防止电动机超载。

    停用的风机（下称第二台）再次启动时，风机的隔离门和入口调节门均应关闭，以减少启动时间和启动功率，以及降低最大电流。

但如果由于上述风门的泄漏而造成风机在启动前反转时，则启动应特别谨慎，防止启动时间过长而损坏电动机。

    当第二台风机启动达到全速时，它将在自己的特性曲线上F点运行。

两台并联风机的压力应相等，实际上第二台风机运行在G点，FG垂直距离为挡板损失。

当第二台风机挡板逐渐打开时，它的运行点将沿着曲线GA移动。

与此同时第一台风机的运行点将沿着它的性能曲线BA移动，直至第二台风机挡板全开。

两台风机同时在A点运行时，实现两台风机的并联运行。

此时如果系统流量需要改变，则两台风机应同时进行调节。

7.2.2 轴流式通风机的并联运行

    图6示出了两台动叶调节轴流风机并联运行的典型特性曲线。

两台风机并联运行点是C点，但每台风机是在各自性能曲线的A点上运行。

一台风机运行并保持同样的叶片角度时，运行点将移到B点（最大叶片角度取决于电动机的容量）。

当要启动第二台风机时，其隔离门应关闭，叶片角度（动叶调节时为动叶角度；入口导向叶片调节时为入口导叶角度）应调至最小。

当隔离门打开时，风机将在D点运行。

然后将第二台通风机的叶片角度调大，第一台风机的叶片角度调小，此时它们的运行点将分别沿着DE和BE线移动。

在到达E点时两台风机并联。

此后可以同步调节两台风机（它们将分别沿着自己的阻力线EA移动）至所需要的流量。

图5两台离心风机的典型并联特性曲线

图6两台轴流风机的典型并联特性曲线

    在任何情况下，当第一台风机运行时的压力高于第二台风机失速线的最低点S点的压力时，决不允许启动第二台风机进行并联。

如需并联，则应降低第一台风机的出力，使B点的压力低于S点后再启动第二台风机进行并联。

如第一台风机的出力也因其他原因不允许减小时，则系统设计时应设有排大气风门或再循环旁路来解决（图7）。

图7轴流风机防喘振旁路系统

7.3 编制风机运行操作规程

    风机投运前，各电厂根据风机制造厂提供的资料和管网系统的具体条件，编制出具体的风机运行操作规程，作为运行人员操作、维护、检查的依据。

8 风机的噪声

8.1 风机噪声的测试方法按GB 2888—82《风机和罗茨鼓风机噪声测量方法》进行。

8.2 风机噪声应符合JB/TQn341—84《通风机噪声限制》的规定。

通风机噪声在最高效率工况点的比A声级

限制如表1。

表1

8.3 降低噪声的方法：

8.3.1 对于送风机和冷一次风机，可在风机进气箱前安装进口消声器，在机壳上敷设吸声材料进行隔声处理。

8.3.2 对排粉风机和热一次风机，可在机壳上进行隔声处理或采用隔声罩或隔声室。

8.3.3 对引风机，可在机壳上进行隔声处理。

9 风机的试验与验收

9.1 新设计的风机产品，转厂生产的老风机产品和有较大修改的老风机产品均需做空气动力性能试验。

风机的空气动力性能试验应按GB 1236—85《通风机空气动力性能试验方法》进行。

这些试验需在行业管理部门指定的测试中心进行，或在该测试中心认可的试验台上进行。

9.2 对于大型风机，制造厂不具备条件时，可在安装现场进行空气动力性能试验。

其试验方法按DL469—92《电站锅炉风机现场试验规程》进行。

9.3 风机特性参数的允差：

9.3.1 在给定转速下，设计流量点的全压误差不超过±5%。

9.3.2 在给定转速下，设计工况点实际的效率与给定的效率之允差：

在接近最高效率点处为-3%，在大于风机最高效率的90%范围内为-5%，其余范围不作考核。

9.4 每台风机安装好后均需进行不少于8h的机械运转试验。

在机械运转试验过程中，待轴承温升稳定后测量轴承温度。

滚动轴承的温升不得超过40℃，滑动轴承在进油温度为20～40℃时，轴承温度不高于75℃，且不允许漏油。

9.5 风机在规定的转速下运转时，轴承部位的振动值应符合表2规定，应测量垂直、水平和轴向三个方向的振动值，并按三个方向测量的最大值进行考核。

对于轴承安装在机壳内的风机，其振动值可在机壳上测量。

表2

10 风机的系统设计

10.1 除本标准下述各条规定外，风机进、出口的管道设计应符合DLGJ26—82《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规定》（试行）中的有关规定。

10.2 风机进、出口需装设补偿器，以吸收管道系统的热膨胀，防止风机本体产生附加应力。

10.3 风机进、出口需装设可进行远方操作的隔绝风门或调节门，以便于检修和维护。

隔绝风门的漏风率应小于2%。

风门开关时间不大于45s或按制造厂规定。

10.4 送风机和冷一次风机进口一般应装设消声器。

吸风机机壳应敷设吸声材料进行隔音处理。

热一次风机及排粉风机应设计有隔音罩。

10.5 在需要两台或两台以上风机并联运行时，管道系统的设计应该具有把任一台风机投入到已有风机在运行的同一管道中的可能性，并应保证风机并列运行的稳定性。

图8系统效应曲线

10.6 风机进口管道的横截面积既不得大于风机进口面积的112.5%，又不得小于风机进口面积的92.5%。

连接管道的斜度规定，收敛管为15°，扩散管为7°。

10.7 风机出口管道的横截面积既不得大于风机出口面积的107.5%，也不得小于风机出口面积的87.5%。

同时要求收敛连接管的斜度不超过15°，扩散连接管的斜度不超过7°。

10.8 为使风机进、出口速度均匀，风机进、出口的直管段长度应不小于2.5～6倍管路当量直径，否则应考虑系统效应损失。

10.9 系统效应损失：

    由系统布置的风机压力的降低称为系统效应损失。

10.10 系统效应曲线：

    图8示出了系统效应曲线。

根据风机进口或出口速度和所采取的管路布置形式，即可查出对应的系统效应损失。

    10.10.1～10.10.7条列出了典型进、出口管路布置及其相应的系统效应曲线。

如果一个系统包括多个产生系统效应的布置，那么每个布置的系统效应损失应分别确定，并将总的系统效应损失加到总的系统压力损失上。

    系统效应曲线是按空气标准密度为1.2kg/m3给出的。

实际的系统效应损失可以按下式修正：

10.10.1 出口管道的系统效应曲线：

    图9示出距离心风机出口不同距离处的速度分布曲线。

    通风机出口和管路间通常有一段扩散管，使出口气流膨胀，以回收静压，其转换效率取决于扩散管段的长度及通风机的通风面积与出口面积之比。

    通风机的通风面积是通风机出口面积减去蜗舌的投影面积。

如图9。

    通风机样本上的数据通常不包括通风面积与出口面积之比，应从通风机制造厂索取。

    100%有效管路长度的计算如下：

气流速度小于或等于12.5m/s，有效管路长度为2.5倍管道直径（或当量直径），气流速度每增加5m/s，增加一个管道直径，如气流速度为25m/s时，需要5个管道直径（或当量直径）。

    表3列出了出口管路的系统效应曲线。

表3

10.10.2 出口弯管的系统效应曲线：

    如果弯管必须位于通风机出口附近，那么这段弯管的曲率半径与管道当量直径之比应大于1.5，而且其布置应利于输送尽可能均匀的气流，如图10所示。

图9风机出口管道上气流均匀速度分布的形成

图10风机出