電廠增壓風(fēng)機(jī)選型比較專題

PAGE4×600MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)改造工程增壓風(fēng)機(jī)選型比較專題報告目錄TOC\o"1-3"\h\z1概述 12各類風(fēng)機(jī)特點及工程應(yīng)用情況 22.1靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī) 22.2動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī) 33增壓風(fēng)機(jī)改造的方案 44方案比選 55結(jié)論 6-PAGE13-增壓風(fēng)機(jī)選型比較1概述滇東電廠一期原安裝4臺FGD裝置設(shè)計煤種是按照白龍山煤礦勘探確定的含硫1.29％設(shè)計，出口凈煙氣含硫控制在400mg/Nm3；現(xiàn)因白龍山煤礦勘探確定的含硫增加到3%（7000mg/Nm3，標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4）,且環(huán)保要求又大大提高，要求出口凈煙氣含硫控制在200mg/Nm3，本FGD工藝系統(tǒng)改造主要由新增吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣改造系統(tǒng)、SO2吸收改造系統(tǒng)、新增石膏脫水系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)等組成。其中煙氣系統(tǒng)的改造主要涉及到增壓風(fēng)機(jī)的改造。煙氣系統(tǒng)：除塵系統(tǒng)采用雙室四電場電除塵器，除塵效率設(shè)計值不低于99.65％。ESP正常運(yùn)行時出口煙氣中粉塵濃度200mg/Nm3（標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4）。煙囪煙囪為鋼筋砼制成，并襯有磚層及耐酸水泥防腐層。兩爐合用一座鋼筋混凝土套筒煙囪，高度210m,出口直徑10.0m。煙氣參數(shù)本工程的煙氣參數(shù)煙氣量3601000m3/h濕基，α＝1.442160000Nm3/h標(biāo)態(tài),濕基，α=1.442040000Nm3/h標(biāo)態(tài),干基，α=1.442000000Nm3/h標(biāo)態(tài),干基，α=1.4煙溫116℃設(shè)計值170℃最高值>170℃FGD旁路運(yùn)行煙氣污染物成分SO27000mg/Nm3最大8000mg/Nm3標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4SO3<120mg/Nm3標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4HCl50mg/Nm3標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4HF<25mg/Nm3標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4粉塵濃度(電除塵器出口)200mg/Nm3標(biāo)態(tài)，干基，α=1.4原增壓風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)：現(xiàn)有增壓風(fēng)機(jī)為靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)，型號：ANT35e6(V19+4)+KSE軸流風(fēng)機(jī)。名稱單位TB100%BMCR75%BMCR40%BMCR風(fēng)機(jī)型式靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)型號ANT35e6（V19+4°）風(fēng)機(jī)入口容積流量m3/h201106817823601353600風(fēng)機(jī)全壓Pa618051503772風(fēng)機(jī)全壓升Pa618051503772風(fēng)機(jī)靜壓Pa590249263632風(fēng)機(jī)靜壓升Pa618051503772風(fēng)機(jī)入口溫度℃126116106風(fēng)機(jī)流量裕量10％風(fēng)機(jī)壓頭裕量20％轉(zhuǎn)速r/min735效率86.286.075軸功率KW394829351881原增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)主要參數(shù)：名稱單位數(shù)據(jù)電動機(jī)型號YKK900-8額定功率kW4400額定電壓kV6同步轉(zhuǎn)速r/min7352各類風(fēng)機(jī)特點及工程應(yīng)用情況目前，大型電站引風(fēng)機(jī)國內(nèi)可以選擇的型式大致有：靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)、動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。2.1靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，是一種以葉輪子午面的流道，沿著流動方向急劇收斂，氣流速度迅速增加獲得動能，并通過后導(dǎo)葉、擴(kuò)壓器將部分動能轉(zhuǎn)換成靜壓能的軸流風(fēng)機(jī)，擴(kuò)壓器的設(shè)計是風(fēng)機(jī)性能的關(guān)鍵。風(fēng)機(jī)對葉輪入口條件不太敏感，采用簡單的入口導(dǎo)向器調(diào)節(jié)方式可以獲得較好的調(diào)節(jié)性能。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，轉(zhuǎn)速比動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)低，簡單的說，靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能上都介于動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)之間。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率曲線近似呈圓面，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的高效區(qū)范圍介于動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)之間。風(fēng)機(jī)在T.B點和BMCR工況時，也能達(dá)到較高效率，在帶基本負(fù)荷并可調(diào)峰的鍋爐機(jī)組上，其與動調(diào)風(fēng)機(jī)的電耗相差不大。當(dāng)機(jī)組在汽機(jī)帶額定負(fù)荷工況或更低負(fù)荷下運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)效率下降的幅度比動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)大。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子外沿的線速度較低，對入口含塵量的適應(yīng)性比動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)要好，當(dāng)含塵量在400mg/Nm3下時，葉片壽命不低于2萬小時。理論和實驗均表明，風(fēng)機(jī)葉輪的耐磨壽命與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度的平方成反比，因此作為引風(fēng)機(jī)靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)有其優(yōu)勢。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單，需要維護(hù)的部分少。后導(dǎo)葉是最主要的易磨件，通常后導(dǎo)葉設(shè)計成可拆卸式，更換方便。同時葉輪葉片經(jīng)過1~2個大修期后還可在原輪轂上實現(xiàn)3~4次更換葉片處理，進(jìn)一步延長葉輪的壽命。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)采用滾動軸承油脂潤滑，軸承座采用強(qiáng)制通風(fēng)冷卻。這與動調(diào)風(fēng)機(jī)的帶循環(huán)油站的滾動或滑動軸承結(jié)構(gòu)相比，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用均大大降低。尤其目前國產(chǎn)液壓元件質(zhì)量不穩(wěn)定，其可靠性高的優(yōu)點更為突出。2.2動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，有一套液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以在運(yùn)行中調(diào)節(jié)動葉片的安裝角，改變風(fēng)機(jī)特性使之與使用工況相適應(yīng)。風(fēng)機(jī)較為輕巧，但轉(zhuǎn)子外沿線速度較高，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高。動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)由于有一套液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜。由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)子重量和整機(jī)重量較輕，轉(zhuǎn)動慣量較小，配用電機(jī)較小。動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率曲線近似呈橢圓面，長軸與煙風(fēng)系統(tǒng)的阻力曲線基本平行，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的高效區(qū)范圍大。風(fēng)機(jī)在T.B點和BMCR工況時，均能達(dá)到較高效率，當(dāng)機(jī)組在汽機(jī)帶額定負(fù)荷工況或更低負(fù)荷下運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)效率下降的幅度是幾類風(fēng)機(jī)中最小的。因此，風(fēng)機(jī)耗功少，運(yùn)行費(fèi)用低。動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)壓力系數(shù)小，則風(fēng)機(jī)達(dá)到相同風(fēng)壓是需要的轉(zhuǎn)子外沿線速度高，相應(yīng)的磨損情況要比其他形式的風(fēng)機(jī)嚴(yán)重。如不對動葉片等部件進(jìn)行耐磨處理，則不能承受含塵量超過150mg/Nm3的工況。即使進(jìn)行了耐磨處理，一般要求的煙氣含塵量不超過300mg/Nm3。由于動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)有一套復(fù)雜的液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其相應(yīng)的檢修工作量較大（主要是液壓缸密封件的檢修維護(hù)、油系統(tǒng)漏油問題）。需要經(jīng)常檢修維護(hù)的部件主要是動葉片。換下的葉片若未傷及母材，重新噴焊耐磨材料后還可以使用，但在噴涂過程中需要加熱，會引起葉片的變形，一般來說，整形工作電廠完成較為困難，最好由制造廠完成。在TB點和BMCR工況下，動調(diào)軸流風(fēng)機(jī)和靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)的效率接近，根據(jù)初步詢價的資料顯示，針對本工程的工況，TB點動調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率為85.2%，靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率為85%；BMCR點動調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率為86%，靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)效率為85.6%。機(jī)組運(yùn)行在高負(fù)荷區(qū)域的時，二者的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差別不大。同時，由于本工程采用一臺爐配兩臺增壓風(fēng)機(jī)，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變動范圍為30%-100%，對于采用靜調(diào)風(fēng)機(jī)的情況，可以滿足30%低負(fù)荷不發(fā)生失速和喘振，只是效率會降低。就部件的磨損性而言，由于靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較動調(diào)風(fēng)機(jī)低，葉輪的磨損情況相應(yīng)較好。即使出現(xiàn)磨損，葉輪葉片經(jīng)過1~2個大修期后還可在原輪轂上實現(xiàn)3~4次更換葉片處理，進(jìn)一步延長葉輪的壽命。其更換葉片的費(fèi)用約為7~8萬元/葉輪，相比之下，動調(diào)風(fēng)機(jī)經(jīng)過一個大修期后，更換葉片的費(fèi)用約為20余萬元（每片葉片約1萬元）。對于風(fēng)機(jī)最易磨損的后導(dǎo)葉，靜調(diào)風(fēng)機(jī)為可拆卸式，可在不停機(jī)的情況下更換。而動調(diào)風(fēng)機(jī)后導(dǎo)葉為固定式，必須停機(jī)，返廠維修，費(fèi)用大大高于靜調(diào)風(fēng)機(jī)。由于靜調(diào)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，相應(yīng)可靠性也較高。傳動軸系由多段空心軸組成，檢修時只需松開連接螺栓，吊出中間軸后即可吊出葉輪。動調(diào)風(fēng)機(jī)相比檢修工作量較大。3增壓風(fēng)機(jī)改造的方案針對滇東電廠的實際情況，考慮原風(fēng)機(jī)的型號，原電機(jī)的型號及改造工期，風(fēng)機(jī)或電機(jī)改造對總體工期的影響，以及設(shè)備初投資、設(shè)備維護(hù)等方面，提出以下4個方案；（主要煙氣參數(shù)不變，就風(fēng)機(jī)全壓由原來的6180Pa,下降到4200Pa）；方案一：對原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)不進(jìn)行更換增壓風(fēng)機(jī)全壓由原來的6180Pa,下降到現(xiàn)在的4200Pa,雖然原風(fēng)機(jī)和電機(jī)還能滿足工況的要求，但該風(fēng)機(jī)的效率長期在75%左右運(yùn)行。其優(yōu)點是可較好地滿足改造后的工況條件，充分利舊，改造工程量小，工期短。缺點是風(fēng)機(jī)效率較低（75%，BMCR工況）。風(fēng)機(jī)性能曲線見附件一；方案二：改造原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，更換葉輪根據(jù)風(fēng)機(jī)廠家（成都電力機(jī)械廠）的改造方案，對原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)的葉輪進(jìn)行更換換，其它均不變，詳見風(fēng)機(jī)廠改造方案。其優(yōu)點是可較好地滿足改造后的工況條件，充分利舊，改造工程量小，工期短。風(fēng)機(jī)效率80.9%@BMCR工況。風(fēng)機(jī)性能曲線見附件二；方案三：改造原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，更換葉輪，減低轉(zhuǎn)速；根據(jù)風(fēng)機(jī)廠家（成都電力機(jī)械廠）的改造方案，對原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)的葉輪進(jìn)行更換換，同時降低轉(zhuǎn)速，由原來的735r/min降到580r/min，詳見風(fēng)機(jī)廠改造方案。其優(yōu)點是可較好地滿足改造后的工況條件，風(fēng)機(jī)效率86%@BMCR工況。其缺點是不僅要更換葉輪，還需要更換電機(jī)，改造風(fēng)機(jī)和電機(jī)耗時較長。風(fēng)機(jī)性能曲線見附件三；方案四：對原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，并增加變頻器根據(jù)風(fēng)機(jī)廠家的改造方案，需對原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，提高增壓風(fēng)機(jī)的效率，并加裝變頻器，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。其優(yōu)點是既可滿足改造后的工況條件，又可充分利舊，同時也有利于負(fù)荷變化調(diào)節(jié)，節(jié)能。缺點是變頻器較為昂貴，改造風(fēng)機(jī)耗時較長，施工周期長。方案五：改為動葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)本工程脫硫增壓風(fēng)機(jī)如采用動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，其優(yōu)點是可很好地滿足改造后的工況條件，有利于負(fù)荷變化調(diào)節(jié)和節(jié)能。缺點是需對原增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行全部拆除，包括風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、維修起吊設(shè)施等，設(shè)備供貨、施工周期都比較長，設(shè)備利舊率低。4方案比選從上述的方案中可以看出，方案一因其效率太低，雖然有其不用改造的優(yōu)點，但其脫硫系統(tǒng)改造完成以后，會極大的增加廠用電耗，對滇東電廠節(jié)能減排的宗旨不符；建議不采用該方案；方案二的原因與方案一相同；方案三與方案四，在BMCR點時，2個方案中大家的效率都一樣比較高，都能達(dá)到86%，但是方案三中，隨著負(fù)荷的下降，風(fēng)機(jī)的效率也是逐步下降，最惡劣的工況是在負(fù)荷點為60%的情況，（因為60%以下，可以選擇一臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行）。從圖上估計，90%負(fù)荷的時候，風(fēng)機(jī)效率達(dá)到84.6%，效率還是可以，到80%負(fù)荷的情況下，風(fēng)機(jī)效率達(dá)到76.6%,到70%負(fù)荷的情況下，風(fēng)機(jī)效率達(dá)到70%左右。但是方案三每臺風(fēng)機(jī)的改造要比方案四減少估計400萬；若采用方案四，則要增加初投資5000萬?？紤]到電廠發(fā)電臺數(shù)較多，發(fā)電機(jī)組有較大的操作彈性，單臺機(jī)組在滿負(fù)荷的情況下的可能性很大，建議采用方案三；5結(jié)論綜上所述，本工程推薦采用方案三：改造原靜葉可調(diào)軸流式增壓風(fēng)機(jī)，更換葉輪，減低轉(zhuǎn)速；云南滇東能源有限責(zé)任公司4×600MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)改造工程專題報告之一：增壓風(fēng)機(jī)選型附件一云南滇東能源有限責(zé)任公司4×600MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)改造工程專題報告之一：增壓風(fēng)機(jī)選型通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計參數(shù)表用戶北京博奇云南滇東二期脫硫工程機(jī)組容量4×600MW風(fēng)機(jī)型號TA27048-8Z風(fēng)機(jī)類型一次送風(fēng)引風(fēng)增壓√數(shù)量4軸流√離心介質(zhì)含塵量＝mg/m3煙氣√天燃?xì)饷骸堂簹鈫闻_風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)計煤種設(shè)計煤種運(yùn)行工況TB工況BMCR工況鍋爐負(fù)荷%質(zhì)量流量kg/h標(biāo)態(tài)流量Nm3/h11825001075000進(jìn)口流量m3/h21194951926813.5當(dāng)?shù)仄骄髿鈮篜a81780當(dāng)?shù)睾０蝝高海拔進(jìn)口溫度℃132122出口溫度℃標(biāo)態(tài)密度kg/Nm3風(fēng)機(jī)進(jìn)口密度kg/m30.740.74風(fēng)機(jī)入口壓力Pa-124.656-103.88風(fēng)機(jī)出口壓力Pa6315.125262.5風(fēng)機(jī)全壓Pa6439.7765366.38風(fēng)機(jī)效率%83.184.4壓縮性修正系數(shù)0.97300.9774風(fēng)機(jī)軸功率kW44843360所需電機(jī)功率kW4800風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min745風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動慣量kg·m25250單臺風(fēng)機(jī)重量kg57000備注：編制奉清秀日期2007.11.15審核日期云南滇東能源有限責(zé)任公司4×600MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)改造工程專題報告之一：增壓風(fēng)機(jī)選型云南滇東一期4×600MW脫硫項目（方案二）云南滇東一期4×600MW脫硫項目（方案三）云南滇東能源有限責(zé)任公司4×600MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)改造工程專題報告之一：增壓風(fēng)機(jī)選型通風(fēng)機(jī)選型設(shè)計參數(shù)表用戶云南滇東一期脫硫項目機(jī)組容量4×600MW風(fēng)機(jī)型號TA17036-8Z風(fēng)機(jī)類型一次送風(fēng)增壓√排粉數(shù)量8軸流√離心介質(zhì)含塵量=mg/m3煙氣√天燃?xì)饷骸堂簹鈫闻_風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)計煤種設(shè)計煤種運(yùn)行工況T.BBMCR鍋爐負(fù)荷%質(zhì)量流量kg/h標(biāo)態(tài)流量Nm3/h進(jìn)口流量m3/h20281201798220當(dāng)?shù)仄骄髿鈮篜a87460當(dāng)?shù)睾０蜯進(jìn)口溫度℃132122出口溫度℃標(biāo)態(tài)密度kg/Nm3風(fēng)機(jī)進(jìn)口密度kg/m30.7750.795風(fēng)機(jī)入口靜壓Pa風(fēng)機(jī)出口靜壓Pa風(fēng)機(jī)全壓Pa36003000風(fēng)機(jī)效率%79.374.8壓縮性修正系數(shù)0.98560.9880風(fēng)機(jī)軸功率KW25461999所需電機(jī)功率KW（原協(xié)議電機(jī)）電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min735風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動慣量kg·m25250單臺風(fēng)機(jī)重量Kg備注：方案二：轉(zhuǎn)速不變，則風(fēng)機(jī)效率較低，風(fēng)機(jī)本體改造只需更換葉輪。編制奉