上海鼓风机厂有限公司  张屹

     【摘要】介绍了600MW及其以上机组引风机与脱硫增压风机的不同布置方式的优缺点，根据大同电厂的具体参数，进行可靠性和经济性的分析，提出了引风机和脱硫增压风机合二为一是比较合理的布置方式。 
  【关键词】引风机 增压风机 600MW 布置方式 
  一、前言 
     我国从1956年第一台汽轮发电机问世以来，火力发电事业得到了迅速发展，发电机组容量不断扩大，我国自行设计的600MW火电机组也早已投运。风机作为火电厂主要辅机之一，随着电厂容量的扩大，风机除其容量必须相应扩大外，更主要的是经济性指标及可靠性指标必须与大容量机组相适应。 
     由于电站锅炉单机容量的迅速增长，作为锅炉重要辅机的风机的容量也相应增加，据统计风机的总耗电量约占机组发电量的1.5%~3%。风机的运行费用已直接影响到电厂的经济性。因此如何正确地选用风机的问题已刻不容缓地提到了火电建设工作者的面前了。目前在600MW机组中送风机、一次风机已经有了明确的形式，即动叶可调轴流式；而引风机及增压风机，由于锅炉参数的差异和脱硫工艺及烟气含尘量的大小不同，目前在选用动叶可调轴流风机及静叶可调轴流风机之间有争论。现以大同第三发电厂600MW机组的具体参数，对引风机和增压风机各种布置方式——动叶可调轴流风机和静叶可调轴流风机做如下比较。 
  二、二台引风机+一台增压风机 
    根据设计院提供的参数，分别做动、静调选型，动叶可调型号为SAF37.5-21.1-1，静叶可调型号为G158/363，动叶可调式BMCR点轴功率为1923KW，静叶可调式BMCR点轴功率为2113KW，二者相差190KW，以一年风机正常运行7500h，每1kW•h点0.3元，动叶可调型风机每年节约费用为42.75万元，若考虑到机组低负荷运行，由于静叶可调风机效率降低较快，动叶可调在变工况时更具优势，因此在经济性方面动调有着很大的优势。 
     目前电站行业内部认为静叶可调风机结构简单，维护方便，且一次投资成本也较低。根据我公司对多家使用动叶可调引风机的厂家进行回访，很多电厂认为。只要对动叶轴流风机的结构熟悉，就可以实现周期为1~2星期的全解体的大修工作，因此认为，对动叶可调风机比较熟悉或检修力量较强的电厂完全可以采用动叶可调式，这样一年节约的运行费用非常可观。 
     对于动调风机与静调风机的耐磨性问题，认为静调风机由于叶顶速度较低，因此在不采取任何防磨措施的情况下，静调风机具体一定优势。但由于动叶可调风机叶片可以拆下并单独喷涂多次，而静调风机由于叶片焊接在轮毂上，为担心影响叶片的型线，只能在进出口边上喷涂少量耐磨层。因此从总体上来讲，动叶可调风机耐磨损性能至少不低于静叶可调。 
  三、单台脱硫增压风机 
     根据各大脱硫公司和电厂对600MW及以上机组单台脱硫风机经济性比较，并考虑到脱硫增压风机因故障停运时可能发生喘振等一系列问题，目前均采用动叶可调轴流式。 
  四、引风机+增压风机二合为一 
     选型的原则是在保证优良的空气动力性能以及风机安全可靠性的同时，也考虑到风机的制造成本，以及电厂现场的安装、施工成本。根据大同第三发电厂的参数特点，选用单级动叶可调风机是最安全、最高效、最经济的，若考虑到脱硝以及安装布袋除尘器（压力可能达到8000Pa以上），则只能选用双级动叶可调风机。 
   1．双级动叶可调风机的经济性 
    根据设计院提供的参数，分别作动、静调选型，动叶可调型号为SAF37.5—25—1（外径3750mm，风机转速750r/min），静叶可调型号为G158/343(外径3430mm,风机转速750r/min)，动叶可调式BMCR点轴功率为2764kW，静叶可调式BMCR点轴功率为3057kW，两者相差293kW，以一年风机正常运行7500h，每1kW•h电0.3元，采用动叶可调每年节约费用为65.92万元，若考虑到机组低负荷时运行以及脱硫系统停运时，由于静叶可调风机效率降低较快，动叶可调轴流式风机在变工况时更具优势，因此经济性方面动叶可调风机有着更大的优势。 
   2．双级动叶可调风机的可靠性 
    由于目前在300MW及其以下机组中有很多引风机采用了引风机+增压风机二合为一的形式，包括恒运电厂、广东玖龙纸业、彭城电厂以及青山电厂等，其中由于系统压力、流量的不同，恒运电厂和广东玖龙纸业采用双级动叶可调结构，其余均选用单级动叶可调，不过由于压力较高，转子轮毂较大，因此对于风机设计难度来讲，困难的不是风机大小，而是风机叶顶的圆周速度——速度越高越难设计及制造。以上风机叶顶线速度最大为160m/s，而大同第三发电厂600MW机组所选引风机线速度仅为138m/s，很显然，在风机的可靠性上不存在问题。 
    双级动叶可调引风机+增压风机与单级动叶可调引风机相比而言，主要是多了一级叶轮，两级叶轮通过推杆和推盘进行串联，推杆安装在主轴承箱的空心主轴内，并在安装和检修时进行调整，由于前后两级叶轮串联而成，因此风机前后两级叶轮调节的同步性和可靠性很好。单从叶轮的加工难度来讲，双级和单级没有区别，但从轴承箱轴承受力情况来看，由于单级风机叶轮为悬臂结构，靠叶轮端受力较大，而双级风机由于叶轮挂在轴承箱前后两端，受力比较均匀，轴承受力状况反而较好。因此从可靠性来讲，双级动叶可调风机不会比单级动叶可调风机差。 
    对于单级动叶可调引风机+增压风机，由于系统压力较高，转子重量较重，其难点主要是如何选用合适的轴承箱，目前我公司的技术储备非常充分，根据该工程的轮毂直径，可选用H280N1滚动轴承箱或G280滑动轴承箱，该种类型的轴承箱在600MW机组单台可调脱硫增压轴流式风机中已广泛使用。 
  由于采用双级叶轮或轮毂直径的增加，整个风机调节力增加，因此需要采用更大缸径的液压调节装置，目前满足该液压的调节机构已经在300MW以上脱硫增压风机中使用多年。 
   因此，根据大同第三发电厂的参数特点（压力不太高），静叶可调风机也完全可以满足高负荷点附近的安全运行，但由于静调风机在低负荷区喘振线较低这一固有缺点，除非设计院能给出低负荷区的精确参数，否则两台风机并联运行的时候容易出现抢风、喘振等一系列安全问题。对于7000Pa以上的压头，考虑到600MW机组的流量较大、直径较大，而风机的压力与转速成2次方关系递增，流量线性递增，静调风机由于不能设置成两级，只能通过提高转速来满足系统阻力，但由于风机直径变化较小，因此线速度较高。对静叶可调风机而言，线速度一般在140m/s一下，动叶可调风机线速度一般在165m/s一下，否则强度和气动性能以及噪声均很难得到满足。  
     考虑到低负荷的喘振问题和变工况时的效率问题以及机组的可靠性，目前在国外一般一台锅炉配置二台脱硫、引风合二为一的动叶可调轴流风机，这种配置既结合了原一台锅炉配置二台引风机的优点（即系统一台风机故障，另一台仍可承担60%~70%的负荷），又满足了脱硫装置和烟道对压力的需求，不过对于锅炉来讲，应考虑到由于脱硫系统故障突然停机，造成锅炉负压增加的情况。 
    上海鼓风机厂有限公司与德国TLT公司合作生产的日本ISOGO电厂660MW机组锅炉风机，即采用了引风机和脱硫增压风机合为一体的形式，风机采用二级叶轮。风机型号SAF36.5—26—2，每台风机最大流量445m3/s，最大压力12650Pa，叶轮直径3.65m。 
   从价格上看，一台锅炉配置二台引风机和一台脱硫增压风机比一台锅炉配置二台引风+增压风机高30%~40%左右；从整个机组的耗功来看，一台锅炉配置二台引风机和一台脱硫增压风机比一台锅炉配置二台二级叶轮引风机的成本增加了10%左右。而且由于多了一台增压风机，系统出现故障点将增加，这个工况调节和风机维护也增加了一定难度。因此，从运行安全可靠性和经济性综合考虑，一台锅炉配置引风机+增压的引风机显然比一台锅炉配置二台引风机和一台脱硫增压风机具有更大的优越性。