锅炉风机系统（精选10篇）
锅炉风机系统 篇1
引言
2015年底,我国决定全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造,大幅降低发电煤耗和污染排放,对落后产能和不符合相关强制性标准要求的火电厂要坚决淘汰关停。
山西平朔煤矸石发电有限责任公司二期2300M W炉型为SG-1060/17.5-M802的裤衩腿型亚临界中间再热、单汽包自然循环、平衡通风循环流化床锅炉自投产以来,厂用电居高不下,为10%左右。通过汇总机组各个风机耗电情况发现引风机占厂用电的比率为27.44%,占比较大,引风机通过静叶调节+液阻调速的方式调节出力。发电厂辅机的经济运行,尤其是大功率引风机的经济运行,直接关系到厂用电率的高低,而厂用电率的高低是影响供电煤耗和发电成本的主要因素之一。在风机的应用中有许多因素影响其系统在最佳工况运行,如风机选型不当、管路系统设计不当、调节方式不当等[1,2,3]。
通过研究影响引风机最佳运行的因素,尤其是研究不同调节方式下引风机的节能程度,为引风机的选型及节能改造提供理论依据。
1 风机经济运行影响因素分析
风机的经济运行是从风机的选型、管路的设计到变工况调整等因素共同作用下的结果。以300M W循环流化床机组引风机为例分析各个因素对风机效率的影响程度。
风机及电机参数如下:
风机型号:Y4-2×60-14-NO33.5F
风机型式:双吸离心风机
最大风量:390.11m3/s
最大风压:9400Pa
最大转速:993r/min
电机型号:YRKK900-6
电机功率:4800k W
额定电压:6000V
额定电流:552A
1.1 选型参数对风机效率的影响分析
风机型号为Y4-260-14NO.33F,风机额定转速下的性能曲线如图1所示。图中曲线分别是全压-流量性能曲线H-qv、效率-流量性能曲线η-qv、功率-流量曲线P-qv、比转速曲线。风机比转速为60所对应为风机的最大效率(即83.5%),所对应的参数为选型工况值,即流量为410m3/s,全压为9400Pa,轴功率为4950k W。按照《风机手册》中所提到的风机经济工作范围的确定方法,风机的高效区为0.9ηmax,即图中虚线范围内的区域。同时为了保证风机运行的稳定性,工况要位于压力曲线随流量增加而下降的部分,即必须在图中K点右面的部分,当工况移到K点或K点左边部分时,虽然交点只有一个,但工况点将交替在第一象限和第二象限内变动,如果运行在K点的左侧,风机会发生“喘振”,所以风机需运行在稳定工作范围和经济工作范围内。
通过将100%负荷和60%负荷下的运行数据在图中标出后发现,风机的实际运行值偏离风机高效区,通过计算可得60%~100%风机的有效功率为848.4~1981k W,选型合适的风机一般都运行在高效区,即满足负荷要求的轴功率为1131.2~2641.3k W,而实际运行轴功率为1305.2~2677k W。可知,由于选型过大,实际运行参数偏离了风机的运行高效区,造成不必要的轴功率增加。
通过分析发现,造成风机选型过大的原因为:1)当初风机选型时设计煤种选择的不合理,造成计算烟气量远大于实际运行烟气量;2)循环流化床机组采取BMCR工况作为选型基准;3)风机裕量选取偏大,风机裕量一般是参考《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)进行选取[4],即引风机的风量裕量不宜低于10%,压头裕量不宜低于20%。早期风机设计时裕量选取都偏大,比如此引风机的风量裕量为34%,压头裕量为25%。多种因素的叠加造成风机选型的过大。同时选型偏大很容易造成风机运行工况点落入喘振区域。
1.2 管路特性对风机效率的影响分析
基于国家对火电厂污染物排放的要求,电厂在超低排放改造中经过技术论证,原始风机风量裕量34%,全压裕量25%,裕量较大,没有对引风机做以扩容改造。根据引风机设计图纸及实际运行参数绘制如图2所示的管路特性曲线。其中曲线1为匹配此风机下的设计管路特性曲线;曲线2为改造后的管路特性曲线,曲线3为改造前的管路特性曲线,虚线为等效率线。
由图2上可以看出,效率曲线垂直于管路特性曲线。超低排放新增炉后脱硫塔对风烟系统的主要影响是增加了烟气系统的阻力,阻力增加1.5~2.5k Pa左右。从管路特性曲线上可以看出,引风机后新增脱硫塔后,造成如下后果:1)在相同转速情况下,改造后较改造前效率有所提高,尤其是在相同负荷下,改造后较改造前风机的出力增大,风机运行工况点落入高效区,风机节能性变好;2)管路特性曲线变陡,结合图1的风机运行稳定区可知管路特性曲线变陡会使风机极容易偏离稳定区,造成风机喘振的可能性,风机稳定性变差;3)在脱硫塔出现突发情况造成阻力增大情况时,由于离心风机高效区较窄,管路特性曲线会变的更加陡峭,使风机的经济性和稳定性降低。4)通过改变风机的入口导流角,可以看出在负荷高时风机的变工况运行仍处于高效区域。
1.3 调节方式对风机效率的影响分析
引风机的调节一般可分为2类:1)改变管网特性曲线,如改变风门开度或加装节流阀;2)改变风机性能曲线,比如改变风机的转速、改变风机进口导流叶片的角度、改变风机动叶角度。
通常可以用性能曲线上工况点所围成的矩形面积来表征风机能耗的大小,如图3中的阴影区所示。图3中A点为初始工况点,在变工况过程中需流量由qv1减小到qv2,有3种方法可供选择:第一种为通过调整风门开度将管路特性曲线由R1调整到R2,转速不发生变化,调整后的工况点为A1;第二种为通过调整风机的进口导叶角,不仅使管路特性曲线变陡,同时性能曲线也变陡,调整后的工况点为A2;第三种为通过调整风机的转速最终的性能曲线为P3,管路特性曲线保持不变,仍为R1,调整后的工况点为A3。
从图3中可知:通过3种不同的调节方法最终都能实现流量的调节,但从能耗矩形框中可知变速调节的能耗最小,同时入口采取挡板调节比出口采用节流调节损耗小。风机采取动叶片调节的方式适用于低压大流量的风机,基于轴流式风机非稳定区域工况区域大,为了有效避免轴流风机落入非稳定区域,通常采用动叶的调节方式,动叶调节是轴流式通风机性能调节范围宽、调节经济性好、调节可靠性好的调节方法,对于离心式风机一般不采取该方式。
2 不同调节方式节能分析
通过分析风机选型、管路特性曲线及调节方式等因素对风机能耗的影响,可知在前期风机选型过大已定的前提下,电厂在风机运行中可以在技改的情况下(如省煤器改造、SCR改造、脱硫改造等),后期通过增加阻力等措施来弥补风机选型过大造成的“大马拉小车”情况,比如该300MW所配引风机超低排放改造后风机效率提高。但是,在管路特性曲线及风机已定的情况下,只能通过运行方式的改变来提高风机变工况过程中风机的效率。
已知针对离心式风机的3种调节方式中,变速调节的节能量最大,目前市场上变速调节的方法主要有以下几种:1)液力耦合器调节;2)液阻调节;3)变频调节;4)永磁调速等[5]。
以300MW机组所配型号为Y4-2×60-14NO.33F的风机为例,通过比较不同调速方式下与节流调节的能耗比较,分析不同负荷下不同调速方式的节能程度。挡板调节下的运行参数如表1所示。
注:联轴器直接连接传动效率为0.98,电动机效率为0.9,功率因素为0.863。
2.1 液力耦合器调速
液力耦合器是通过机械形式的液力传动方式来调节转速的,可以在电机恒速运转情况下,无级调节负载的转速,在调速过程中,液力耦合器的原传动转速没有发生变化,假设负载转矩不变,原传动的机械功率也不变。
液力耦合器的调速效率和转差率有关系,关系式如式(1)~式(4)所示[6]。
式中:ηv—液力耦合器的调速效率;
S—转差率;
i—转速比;
nB—泵轮转速;
nT—涡轮转速。
通过式(1)~式(3)可得:
在忽略液力耦合器的机械损失和容积损失等时,从式(4)可知液力耦合器的调速效率等于转速比。当液力耦合器工作时的转速比越小,其调速效率也越低。当通过液力耦合器调速时,风机的性能曲线要发生变化,但管路性能曲线不变,故变速前后的运行工况点均位于管路性能曲线上,而管路性能曲线上的各点又都是相似工况点,相互之间的参数关系遵守比例定律:
在考虑液力耦合器的冷却水系统和油泵系统等辅助设备以及液力耦合器的机械损失和容积损失的前提下(一般为额定传动功率的3%~4%),液力耦合器的调速效率为(96%~97%)。具体计算结果如表2所示。
通过液力耦合器调速与节流调速在不同负荷下的对比结果可以看出:负荷越低时,采取液力耦合器的调速节能量越大,60%负荷时节电率可达68.1%。液力耦合器相比其他调速方式价格低廉,隔震效果好,启动时不会对电网产生冲击。但调速精度差,调节响应速度慢,风机出现故障时需停电机处理。液力耦合器调速的主要能量损失主要为在调节过程中电机转速始终保持不变,通过无极变速来调整负载侧的转速,属于机械式调速方式,转速越低时损耗越大,对于离心式引风机而言,由于负载转矩按转速平方率变化,原传动输入功率则按转速的平方率降低,损耗功率相对小一些,但输出功率是按转速的立方率减小,调速效率仍然很低。
2.2 液阻调速
液体电阻调速器主要由液阻柜和冷却柜两部分组成。它是利用电机最大转矩与转子电阻无关,转差率与转子电阻成正比变化这一基本原理而设计开发的,其根本原理是转子串电阻调速。其技术关键是在电机转子回路中串入热容量大的液体电阻,通过传动装置平滑地调整液体电阻中两极板间的距离,来改变串入电机转子回路中的电阻,利用改变转子回路的电阻来改变电机转差率而实现无级调速的。电阻越大,电机转速越低;电阻为0,电机达到全速。电机在调速运行状态下电阻长期通电所产生的焦耳热,由循环装置将液体强制泵入换热设备,进行散热,换热用冷却水可以循环使用。
根据电机学理论知当转子中串入液体电阻后,绕线式异步电动机的功率平衡公式如式(6)所示[7]。
式中:S—转差率;
(1-S)2PM—电磁功率;
(1-S)3PM—机械功率;
S(1-S)2PM—转差功率。
而如果采取液力耦合器调速的话,功率平衡式为:
液阻调速的方式与液力耦合器调速在电机侧可知两者的区别是电磁功率不是恒定的。式(8)为采用液阻调速时的节电率公式。
式中:Punc—未采用调速装置时的电机输入功率;
PC—采用调速装置后的电机输入功率;
PN—风机额定功率;
n—风机实际转速,r/min;
nN—风机额定转速,r/min;
ηc—调速效率;
ηd—电动机效率。
根据式(6)可知:
将式(9)带入式(8)可得:
具体计算结果如表3所示。
转子串电阻调速其损耗仅是静止电阻上损耗,因此它是所有低效调速方法中节能率最高,在转差率S很小的范围内调速时,其节能率比高效调速方法效率还要高,主要原因在于当S很小时,转差功率S(1-S)2PM很小。当高效调速方法装置本身损耗还大于转差功率S(1-S)2PM时,电网还要向调速装置多供给一些功率以抵偿部分装置的损耗。实际运行中,液阻调节精度低,调节特性曲线线性度差,对电网调节响应慢,当风机工作在低转速工况下,转子总电阻偏大。此时改变液阻开度,转子总电阻变化比例很小,转速改变的大小不明显。电机串电阻调速系统属于有级调速,调速的平滑性差;低速时机械特性较软,静差率较大。所以说液阻调速的调节范围较窄,但相比变频调节,投资低,同时在高负荷时调节效率高于变频。
2.3 变频调速
根据电机学中交流异步电动机的转速公式n=60f(1-S)/p可知:液偶调速和液阻调速都是通过改变转差率S来进行调速的,通过改变频率f,将从电网接收的50Hz工频交流电,经过恰当的强制变换方法,将输入的工频交流电变换成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机,实现交流电动机的变速运行,即为变频调速。
变频调速的调节线性好,可以对风机进行平滑的无极调速,调节范围宽。同时变频调速可以提高输入功率因素,一般可达0.95。与节流调节的节能比较如表4所示。变频器调速效率按95%计算。
3 不同转速调节方式下节能比较
根据表1~表4的结果,通过对同一台引风机采取不同调节方式下的节能量计算后可得到如图
4 所示的结果。
由图4中可以看出:
1)随着负荷的降低,变速调节方式的节能量相比节流调节逐渐增大,并且同一负荷下节能量的关系为变频调节>液阻调节>液偶调节>节流调节。
2)在节流调节挡板开度为100%时,节流调节与液阻调节的电机功率相等,说明液阻调节在最大负荷下没有额外功率损耗。而液偶调速与变频调速普遍大于额定功率,需要额外的功率消耗来补偿调节装置的损耗。
4 结语
1)影响风机经济运行的因素有风机裕量、管路特性曲线、风机变工况调节;
2)风机裕量过大会造成风机偏离稳定工作区域和经济工作区域,选型工况值中流量为410m3/s,全压为9400Pa,高效区域所对应的轴功率为1131.2~2641.3k W,而实际运行轴功率为1305.2~2677k W。可知由于选型过大,实际运行参数偏离了风机的运行高效区,造成不必要的轴功率增加,同时工况点运行在性能曲线中K点的左侧,风机会很容易发生“喘振”。
3)通过增加管路中的阻力来改变系统管路特性曲线,可以使风机运行工况点落入高效区,风机节能性变好,但管路特性曲线变陡会造成风机稳定性的降低,对于初期风机选型偏大但后期需增设脱硫塔等高阻力设备可以考虑改变系统管路特性曲线的形式。
4)改变风门开度或加装节流阀、改变风机的转速、改变风机进口导流叶片的角度、改变风机动叶角度等都可以实现风机的变工况调节,对于离心风机而言变转速调节的节能量最大,其次是进口导叶调节。
5)变转速调节中负荷越低时,变频调速的节能性能最好,其次是液阻调速,液偶调速的节能相对最低。在满负荷运行时由于变频调速和液偶调速需要额外的功率消耗来补偿调节装置的损耗,液阻调速的节能性能反而好于变频调速。
6)在选择风机调节方式时要考虑风机本身的运行特点来选择适合的调节方式。
参考文献
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[9]周明宝,瞿文龙.绕线型异步电动机转子串液体电阻调速节能[J].北京节能,1991,(2):12-15.
锅炉风机系统 篇2
【关键词】火电厂；锅炉引风机；常见故障；对策研究
一、前言
电力企业的发展使得火电厂扩大了锅炉的容量，这也使得引风机的需求不断提高。火电厂的锅炉引风机多是属于静叶可调轴流引风机，主要通过叶轮的旋转发动产生的动力，将锅炉里的烟气引入烟囱中。由于引风机长时间的运行，加上所处的环境恶劣，使得引风机出现故障问题的几率高，不仅耽误了火电厂的正常工作，还给火电厂埋下了安全隐患，因此我们应该重视其常出现故障的原因，找出解决的方法以推动电力事业的发展。
二、引风机常见的故障以及解决的方法
1、引风机震动
1.1故障原因
震动是引风机最常出现的情况，也是对引风机影响最大的故障，因为引风机出现震动的原因十分复杂，诊断维修时间长，影响火电厂的工作效率，而且由于震动造成的意外事故影响范围大，会给火电厂带来巨大的经济损失，因此应该引起我们的重视。对于引风机出现震动的表现主要分为两种，即突然震动和持续性震动。
（1）突然震动。突然震动一般发生在火电厂工作负荷重、需要频繁变动的情况下，原因可能是：①引风机的转子在平时的运转过程中由于积累了许多的灰尘和油脂等，使得出现突然脱落情况。②引风机在锅炉工作负荷大的情况下长时间的运转[1]。
（2）持续性震动。持续性震动会随着时间的变化而使得震动幅度不断增强，其产生的原因大部分是因为机械的原因引起的，比如引风机的轴承出现损坏、联轴器没有对中等、机械出现磨损等，机械的原因导致引风机在工作时因为运行不平均衡而出现震动，并在震动过程中加剧机械的磨损伤害，令震动幅度提高。
1.2解决故障的方法
解决震动故障则首先应该判断引风机是因为自身的原因产生振动，还是由于受到拖动电机的影响而产生风机共振，然后根据判断的结果进行故障原因排查，但是在排查过程中应该注意的是，引风机出现震动的主要原因是因为叶轮的运转不平衡，而导致叶轮运转不平衡的原因是叶轮上面存在结垢或者磨损情况，因此解决震动故障可以从这两方面着手。
（1）结垢的处理。对于叶轮上存在结垢的问题，最有效的处理方法是为叶轮进行除垢处理，常用的手段为高压气体的除垢方法、气流的除垢方法和喷水除垢方法。其中高压气体的除垢方法主要是在引风机停止运行时使用高压气体对叶轮进行清理，这种方式除垢迅速且效果好，一天之内可以多次重复进行；气流的除垢方法不用借助外界的工具，而是利用引风机排气的性能，通过特制的喷嘴将烟气喷洒到叶轮之上，以消除污垢，这种方法不需要借助外界的工具，结构简单，利用引风机的特性达到良好的效果；而喷水除垢的方法顾名思义，即是通过喷射叶轮上的污垢方式达到除垢效果，这种方式虽然操作简单，且经济成本低，但是其存在除垢的时间长，效果不尽人意的缺点。
（2）磨损的处理。对于叶轮出现磨损的情况处理主要采用提高叶轮耐磨损的能力和提高除尘器的效果两种方法，其中处理最有效的手段是提高叶轮耐磨损的能力，将满足耐磨损、耐高压条件的材料经过特殊处理后，将其改变为粒子流喷到叶轮表面，让叶轮的耐磨损能力提高，且阻隔空气与叶轮表面的接触，抗氧化效果好，延长叶轮的使用寿命。
2、引风机漏油
2.1故障原因
引风机出现漏油的情况可以分为引风机控制头出现漏油、轴承箱的密封件出现漏油、液压缸出现漏油以及引风机润滑油系统出现漏油，出现这些情况的原因有引风机密封元件的质量不过关、密封件存在老化情况、使用的润滑油质量不过关等。
2.2解决故障的方法
引风机出现漏油的情况除了由于压力差导致密封件出现空隙之外，还和密封的装置设计、结构、安装以及维护息息相关，因此在引风机运行过程中，检修人员应该定期或者不定期的检查密封装置的情况，装置是否一直处于密封状态，保持油压的稳定以避免因为压力差而产生间隙，防止润滑油泄露。比如由于使用毛毡的密封方式常常会出现漏油情况，为了解决这一问题，可以选择在转动的轴承外侧使用橡皮圈等挡油圈物件来防止漏油的情况，其中挡油圈应该根据轴承的大小选择适合的尺寸，以确保能有效的发挥作用，用离心力来使得润滑油重新甩回油箱[2]。
3、轴承温度过高
3.1故障原因
轴承温度过高是引风机常见的故障之一，轴承温度的骤升会加重引风机的工作负荷并令其停止运行，使得检修人员必须对引风机进行抢修该能确保火电厂正常工作，造成轴承温度高的原因有：①冷却风机因电压负荷大导致跳闸或者运转力度不足，无法有效的对轴承进行降温。②轴承冷却风机入口处滤网出现堵塞状况，使得冷却风机无法正常运转。③处于轴承的润滑油油质差，甚至出现变质，影响轴承的有效运转，引起发热。④烟气的温度过高使得引风机的轴承温度上升快。⑤杂质进入轴承箱之中，使得引风机的轴承出现故障。
3.2解决故障的方法
在解决轴承温度过大的故障前，检修人员可以预先倾听轴承运转的声音以及震动情况等来事先判断可能出现故障的原因，以便提高排除故障的效率。在引风机正常运行时，检修人员应该根据轴承可能会出现的问题，提前进行预防措施，比如应该有计划的对轴承里的润滑油进行检查，确保润滑油不会出现过期、污染等质量原因，保证轴承的正常运转，其次应该严格监控轴承的质量，避免其存在老化和磨损等不良情况，最后重视冷风机组的检查，确保冷风机组能运行良好。
三、结束语
震动、漏油以及轴承温度过大会影响引风机的正常运行，阻碍火电厂的正常工作，因此我们应该重视其解决的措施，减少故障的产生，以确保火电厂工作高效率的开展。
参考文献
[1]崔战胜，鲁尚鑫，王江伟.火电厂锅炉引风机抢风问题与应对措施分析[J]，科技传播，2014，11（12）；147-148
锅炉风机系统 篇3
动力厂锅炉装置引风机是锅炉装置的关键设备, 型号为Y4-73-11№18D改型, 其作用是使炉膛内产生的烟气能够顺利排除, 并使炉膛内维持一定的负压, 让锅炉能够良好的充分燃烧。以提高经济效益。
锅炉装置引风机在润滑油路系统中没有单独的过滤设备, 只是在润滑油箱的上油线法兰处加装有一过滤网, 当过滤网被杂质堵塞后, 就会造成润滑系统给轴承箱供油不足, 进而产生轴瓦温度高或者是轴瓦烧毁的故障。今年来由于润滑系统的问题已造成引风机多次停车检修, 尤其是2009年11月份, 更是发生了一周之内引风机轴瓦两次损坏的故障, 给装置的正常生产造成了不利的影响。
引风机润滑系统如图1所示。
润滑系统参数如下:上油压力0.12MPa, 流量1m3/h, 上油管线DN25, 回油管线DN40。
2 原因分析
由于引风机油路系统安装时间较长, 润滑油管线内壁以及主油泵、油冷器管束内壁等部件处都会产生一部分铁屑杂质, 这些杂质随着润滑油的循环, 流通到上油线的过滤网处时, 较大的杂质颗粒就会被过滤网拦截下, 附着于过滤网上, 使得过滤网的流通面积逐渐减小, 对润滑油起到了截流作用, 导致润滑系统上油量不足。而润滑油路系统中又没有明显的针对过滤网堵塞故障的显示, 使得维护人员不能及时的对过滤网进行清洗, 易造成轴承箱内的前后轴瓦温度升高甚至烧毁。
另外, 如果要清洗过滤网, 就要对引风机进行停车, 而引风机停运就意味着要停下相对应的锅炉, 这不仅加大了操作人员的工作量, 对相关设备的长周期运行也是一个不小的隐患。该润滑系统还有一个不足之处, 就是没有高位油箱这一安全保护措施, 一旦发生停电故障时, 油泵停止供油, 风机由于其惯性仍在高速旋转, 极易产生轴瓦烧毁事故。
3 改造方案
针对引风机润滑系统存在的问题及不足, 此次改造主要是在润滑系统中添加过滤器和高位油箱, 并对部分油管线进行更换。改造后的润滑系统如图2所示。
3.1 润滑油过滤器的设计
根据润滑系统的实际参数:流量1m3/h, 油压0.12MPa, 选择常州智杰机械设备有限公司生产的SPL25型双筒可切换润滑油过滤器, 其具体参数见表1。
过滤器滤芯取100目, 过滤颗粒大小为150μm。由于SPL25型润滑油过滤器的额定流量为5m3/h, 而润滑系统的实际流量为1m3/h, 所以相当于该过滤器的滤芯只有五分之一的流通面积投入使用, 不易发生堵塞。在过滤器出入口管线上安装压力表, 测量过滤器压差, 当过滤器压差大于0.05MPa时, 切换过滤器, 清洗过滤器滤芯。
3.2 高位油箱的设计
高位油箱设计的核心部分就是高位油箱容积的计算。以下就是高位油箱的容积计算过程:
高位油箱的设计尺寸应以保护时间为依据, 按风机停运操作最短时间为10min计算。高位油箱安装在锅炉装置减温减压阀平台上, 距离风机润滑油注油点垂直高度5m。按照上述数据对润滑油泵停运后管线内润滑油的流量进行计算。
建立高位油箱液面1与管道出口断面2的伯努利方程:
式中:Z1——第一断面的位置高度, 单位m;
P1——第一断面的压强, 单位Pa;
V1——第一断面的平均流速;
Z2——第二断面的位置高度, 单位m;
P2——第二断面的压强, 单位Pa;
V2——第二断面的平均流速;
ρ——密度, 对于润滑油ρ=800kg/m3;
g——重力加速度, 取9.8m/s2;
λ——管道的沿程阻力系数;
L——管道总长度, 单位m;
ξ——管道上的局部阻力系数;
D——管道内径, 单位m。
取Z2=0m, 则Z1=5m。P1=P2=0.085MPa。L=10m, D=0.025mm, V1≈0。
通过查询水力手册, 得单向阀ξ=70, 90°标准弯头ξ=0.99, 球心阀 (全开) ξ=6.4, 则∑ξ=70+0.99×8+6.4×4=103.52
根据公式undefined, Re——雷诺数。
undefined——润滑油运动粘度, 对于46#油一般取50mm2/s。
所以undefined
带入能量方程可得:
undefined
V2=0.76m/s, 则流量undefined
则停机10min润滑油的流量为0.22m3。由于该高位油箱是要向2#和3#引风机供油, 同时考虑安全余量, 该高位油箱的最终容积确定为0.6m3。
高位油箱的管线配置如图2所示。开机之前, 先开主油泵, 打开旁通阀和排气孔。由油泵向高位油箱注油, 当高位油箱液位到达溢流孔位置时, 关闭旁通阀, 开启风机。当风机正常运行时, 风机主油泵向风机各润滑部位供油, 高位油箱通过主油泵压力借助上油孔 (约3mm) 继续上油, 多余润滑油通过溢流管回到主油箱, 高位油箱始终处于满油备用状态。当突然停电时, 主油泵失电不能正常运转, 高位油箱依靠自身的油压, 通过单向逆止阀和上油孔, 借助油泵的供油管路, 强制向风机各部位供油, 促使风机轴瓦等部位正常润滑, 杜绝了轴瓦烧毁等事故的发生。
4 结论
通过对引风机润滑系统添加可切换式油过滤器, 降低了向轴承箱供给的润滑油的杂质含量, 保证了轴瓦处润滑油的清洁度, 使得轴瓦能够长周期的运行。通过添加高位油箱, 确保了在突然断电的情况下, 润滑系统仍能继续向风机前后轴瓦供油, 而不至发生轴瓦磨损事故。此次改造, 也为设备的长周期运行和日益临近的冬季供暖提供了保障。
参考文献
[1]李炜.水力计算手册[M].武汉:中国水力水电出版社, 2006.
锅炉风机系统 篇4
【关键词】燃气锅炉；罗茨风机；自控系统
1. 项目背景
天然气较传统化石燃料有明显优点，其无毒无害，热值高，其作为能源，可有效减少温室气体和粉尘的排放，因而大大改善环境污染问题，天然气作为一种优质清洁能源，能有效改善环境质量。
随着北方冬季雾霾天气的如约而至，河北省下大力度整治污染，促进锅炉“煤改气”的发展，随着“煤改气”工作的不断深入，气源问题逐渐暴露。
河北某钢厂冲渣水余热供热项目，由于供热面积的持续加大，导致热源显得捉襟见肘，项目决定，增加两台17.5MW燃气锅炉，但燃气锅炉要求燃气压力40～60KPa，利用常规燃气公司管道气需敷设燃气管道，设置调压柜。考虑项目工期紧张，同时节约成本，利用钢厂内提供压力约为4000Pa的燃气。为保障锅炉正常运行，需利用罗茨风机将燃气进行增压，同时罗茨风机燃气引入口距厂内燃气调压柜约100米，此种方案没有前例，需要燃气锅炉与罗茨风机有机联合运行。
2. 联合运行的实现
首先介绍下罗茨风机，罗茨风机由两个叶形转子在气缸中做相对运动来压缩和输送气体的容积式风机。其主要作用是气体输送及加压，其主要参数有：流量、扬程、轴功率、转速、必须汽蚀余量等。流量和扬程是罗茨风机最主要的性能参数。
其次要想实现燃气锅炉与罗茨风机的联动，工艺要求是关键，控制机组中的PLC程序是辅助。程序的设计应根据锅炉对燃气要求的工艺条件来实现。工艺流程可简单表示为：PLC上电，在设定的程序内进行自检，包括罗茨风机入口侧天然气压力、出口侧压力，并与设定参数进行比较，当满足运行要求时，PLC输出指令，罗茨风机启动；与此同时，锅炉主控上电，当罗茨风机出口压力到达锅炉需要的燃气压力后，罗茨风机降频运行，此时锅炉启动点火程序，系统开始运行。流程图可参考图1。
2.1压力控制
压力控制包括两个方面：
2.1.1罗茨风机进出口压力。
由于罗茨风机入口压力约为4000Pa，为防止罗茨风机在正常运行时入口成为成为负压，工艺要求在入口处设定报警点及停机点，报警点为2000Pa，停机点设为1000Pa；为实现锅炉负荷与罗茨风机联动，在罗茨风机出口设定压力传感器，当锅炉负荷变化时，罗茨风机出口的压力变送器数值变动，再把数值反应到PLC中，经过PLC计算，调整罗茨风机频率，从而达到罗茨风机出口压力与锅炉对燃气要求压力相匹配。原理可参考图2。
2.2.2锅炉燃气管道总管与分支管的压力。
由于罗茨风机出口没有缓冲罐，燃气管道管径较大为DN400，而锅炉入口燃气管道为DN100，由伯努利方程
，可得出锅炉燃气入口压力与燃气总管压力
有差距，经计算可得支管压力与总管压力相差10KPa左右，故运行中总管压力应高于分支压力，才能保证锅炉燃气在规定范围内。锅炉燃烧器电磁阀有承压极限为70KPa，超压后，电磁阀会损坏，故单纯靠罗茨风机变频无法达到工艺要求。为达到工艺要求，现在主管道安装压力起跳装置，当压力达到65KPa时，自动泄压，以此保护锅炉燃烧器电磁阀。
2.2时间控制
锅炉启动之前，有自检系统和风机吹扫炉膛系统，两者花费时间约为90s，故在锅炉启动前，罗茨风机需把燃气压力提高到锅炉燃烧要求压力（40～60KPa），从而保证锅炉顺利点火。
2.3锅炉停运
锅炉停运分为正常停运与事故停运。正常停运，通过减小锅炉负荷，罗茨风机变频运行，直到锅炉正常停运为止，在此不赘述。事故停运时，为保证罗茨风机在事故停机时尽快停下来，现在罗茨风机出口设止回阀，并设旁通管，其上设电磁阀，正常运行时，旁通管电磁阀处于关闭状态，当事故停运时，罗茨风机出口旁通管电磁阀打开，平衡罗茨风机进出口压力，用此方法保证罗茨风机尽快停运，并保证罗茨风机不反转。原理可参考图3。
3. 结论
采用罗茨风机与燃气锅炉联动运行，此系统可有效解决燃气压力低及压力不稳定等问题，并且在很大程度上减少了燃气管网一次性投入大的问题，节约投资成本，提高燃气管网稳定性。另外该系统实现了罗茨风机根据锅炉负荷变动调整出力这一难题，通过运行实践，此系统运行状态良好，达到了设计初衷。
参考文献：
[1]孔珑.工程流体力学（第四版）[M].北京：中国电力出版社.2014.2
[2]《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》
[3]《河北省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》
燃气锅炉风机选型 篇5
1 工程概况与设计参数
工程装机规模为2×25MW高温高压纯凝式汽轮发电机组, 配套建设2台130t/h高温高压煤气锅炉, 每台锅炉配置一台送风机和一台引风机, 两台炉合用一座烟囱。
燃料消耗量
锅炉效率按给定值计算, 在锅炉最大连续蒸发量工况下, 130t/h高温高压煤气锅炉的耗气量如下:
一台炉每小时耗高炉煤气气量 (Nm3/h) :70000转炉煤气18000。
两台炉每小时耗高炉煤气气量 (Nm3/h) :140000转炉煤气36000。
2 风机选型
送、引风机选择按照锅炉在最大连续蒸发量工况下所需的送风量和排风量计算。
2.1 理论空气量计算
锅炉掺烧高炉煤气和转炉煤气两种燃料, 两种燃料组分不同, 按照两种燃料的体积比70000:18000, 计算得出混合气体的燃料的气体组分如下:
燃气燃烧所需的理论空气量:
H2、CO、CmHn、H2S、O2———燃气中各种组分的容积成分。
2.2 过剩空气系数α选取
燃气锅炉炉膛出口的过量空气系数α”取1.1。空预器进口剩余空气系数αk可由炉膛出口过量空气系数进行反算得出。
需要注意计算送风机送风量用空预器进口处的过量空气系数计算。引风机通风量首先要计算出相应过量空气系数条件下的实际烟气量, 再按照规范要求计算。
2.3 燃烧产物计算
按燃料完全燃烧产生的理论烟气量:
三原子气体体积:VRO2=VCO2+VSO2=0.01 (CO2+CO+∑mCmHn+H2S)
理论水蒸气体积:
d———空气的含湿量, g/m3
理论氮气体积:V0N2=0.79V0+0.01N2;理论烟气总体积:V0f=VRO2+V0H2O+V0N2
2.4 炉膛出口实际烟气量
炉膛出口实际烟气量包括理论烟气量与完全燃烧剩余的干空气量及这部分干空气携带的水蒸气之和Vf=Vf0+1.0161 (α”-1) V0。
2.5 燃烧计算结果汇总
单台炉燃气量:70000+18000=88000Nm3/h;单台锅炉空气预热器进口空气量:82000Nm3/h;单台锅炉炉膛出口烟气量:153000Nm3/h。
2.6 风管阻力计算
锅炉空气侧全压降Δhs包括燃烧器阻力、空气预热器阻力等, 由锅炉厂提供。
风道摩擦阻力
式中λ———摩擦阻力系数金属风、烟道取0.02;
L———管段长度, m;de———管道当量直径, m;ρ———密度, kg/m3;ω———流速, m/s
风道局部阻力Δhf=ρ*ξ*ω2/2式中:ξ-局部阻力系数, 查规范得出。
风道总阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs
2.7 烟道阻力计算中烟道摩擦阻力和局部阻力计算方法与风道相同。
烟道总阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs+△hch+△hcc-△hsd
2.8 计算结果汇总如下
送风机送风量计算:
式中:k1———流量备用系数, 按规范选取;Vj———标准状态下空预器进口风量
tlf———进入送风机的冷空气温度;b———当地大气压, kpa
送风机风压计算:
式中:K2———风压备用系数, 按规范选取;△h———空气侧总压降;b———当地大气压, kpa。
根据以上计算选用G4-73No14D送风机, 风量110000m3/h, 风压4500Pa。
引风机排风量计算:
式中:k1———流量备用系数, 按规范选取;Vj———标准状态下空预器进口风量
Tp———引风机铭牌温度;b———当地大气压, kpa。
引风机风压计算:
式中:K2———风压备用系数, 按规范选取;△h———烟气侧总阻力;b———当地大气压, kpa。
根据以上计算选用Y4-73No20D送风机, 风量286000m3/h, 风压4220Pa。
3 总结
锅炉风机的噪音治理 篇6
1 噪声的危害
噪声对人的危害可以分成两个方面。一方面是指劳动保护危害, 具体指危害人的身体健康, 导致各种疾病的发生;另一方面是环境保护危害, 具体指干扰环境安静, 影响人正常的工作和生活。噪声对人健康危害主要表现在:导致大脑皮层兴奋过度和平衡失调, 脑血管功能损害, 神经衰弱, 内分泌、消化系统失调、扰乱人们正常的工作、学习和生活, 人极易疲劳, 注意力分散, 精力下降等导致工作质量的降低及工作效率的下降。
2 锅炉风机噪声产生机理
风机由于其种类和型号不同, 所产生的噪声强度和频率也有所不同;但从噪声产生的机理和风机噪声最高部位来看, 其机理相同, 噪声最高部位相近。风机运行时, 产生的噪声主要来源于机械性噪声和空气动力性噪声。机械性噪声是风机部件的机械振动产生的, 其可能产生的原因主要包括滚球轴承中小滚球滚动、风机转子不平衡, 减速机和间隙中的撞击及风道振动等;空气动力性噪声是指空气流动或物体在空气中运动引起空气产生涡流、冲击、或者压力突变导致空气扰动而形成的噪声, 其主要包括旋转噪声 (气压脉动) 和涡流噪声 (紊流噪声) 组成。旋转噪声是叶轮旋转时, 轮上的叶片打击周围的气体介质, 引起周围气体的压力脉动而形成的, 对于给定的空间某质点来说, 每当叶片通过时, 打击这一质点气体的压力便迅速起伏一次, 旋转叶片连续地逐个掠过, 就不断地产生压力脉动, 造成气流很大的不均匀性, 从而向周围辐射噪声;而涡流噪声又称为紊流噪声, 它主要是气流流经叶片界面产生分裂时, 形成附面层及漩涡分裂脱离, 而引起叶片上压力的脉动, 辐射出一种非稳定的流动噪声。空气动力性噪声占风机噪声的大部分, 因此降低风机空气动力性噪声能很大程度上降低锅炉风机的整体噪声。降低风机空气动力性噪声的措施包括降低流速, 减少管道内和管道口产生扰动气流的障碍物, 适当增加导流片, 减小气流出口处的速度梯度, 调整风扇叶片的角度和形状, 改进管道连接处的密封性等。而机械性噪声对于调试好的设备来说, 可降低的噪声手段有限, 从而成效不大。
3 锅炉风机噪声产生的原因分析
我们邀请洪湖市职业病防治院对锅炉在不同工况下 (其中正常生产风道挡板开度在40%~60%之间) 运行时, 各部位产生的噪声进行测量, 其结果见表2 (噪声单位为d B) :
风机出口段风道如图一、二所示, 它是一个梯形渐扩型风道, 这种形状结构从以下几个方面分析是造成噪声过大的原因:
1) 每当一片叶轮叶片通过时, 某点一质点气体被打击一次, 压力便迅速起伏一次, 旋转叶片连续地逐个掠过, 就不断地产生压力脉动, 造成气流很大的不均匀性, 从而向周围辐射噪声即旋转噪声;
2) 风机出口扩容管上壁斜度达37.2°。从风机出来的高速气流经扩压延伸管冲击风道下底板, 从而引起风道振动而产生噪声。
3) 出口风道扩压延伸管为0.5m, 风机出口面积为0.1064m2, 风道入口面积为0.18m2, 面积增加量为0.0736m2, 单位长度扩容率为138.3%, 由此流道扩散十分剧烈, 从而产生高分贝噪声。
4) 风机房和锅炉之间的门窗为普通的防盗门和普通的塑铝合金窗户, 造成风机房的噪声很容易就传播到锅炉房中, 造成锅炉房的噪声值接近职业接触限值。
4 噪声治理措施
锅炉正常运行时, 值班人员每天双点巡检、日常维护保养和检维修等需较长时间呆在锅炉房, 对职工影响较大。
4.1 建造隔音墙
从锅炉房、风机房现有条件考虑, 我们认为可以将风机房四面墙改装为隔音墙。原墙是砖混结构, 双面抹灰15~25mm, 可以一定程度上隔绝空气, 阻挡并减弱在大气中的声波。设计在原墙上采用由孔径为6mm、孔距为16mm硬质纤维板, 容重为40Kg/m2、玻璃纤维布等复合而成的开孔复合吸声板贴面, 厚度为50mm。贴面与原墙留有50mm的空气层。主要原理是声波要穿透介质层必须通过两个界面, 界面上特性阻抗骤变, 会被吸收而减弱。噪声从风机房传到锅炉房必须依此穿透复合吸声板, 空气层, 原墙体, 理论上能大幅度减小锅炉房噪声, 一定程度上减小风机房噪声。
4.2 改造风机基座
如图二所示, 风机出口与水平风道成37.2°斜角, 从力学分解上看, 压缩空气过半的力量作用风道下底板上, 极易造成风道板振动而产生噪声。我们认为可以在原风机基座位置上重新建造风机基座。新建基座在原基础上改动几个地方:
1) 风机出口下板与风道出口下板处于同一水平线上, 减小对风道地板冲击力而减少噪声。
2) 基座的深度在原基础上增加半米, 尽可能的减少风机自身可能的振动。
3) 在基座周围半米处设置一层防震沙沟, 减少噪声从地面向四周传播, 表面硬化便于卫生打扫。
4.3 改造扩压延伸管
根据实际空间距离对扩压延伸管进行改造, 增长扩压延伸管长度。减缓扩压延伸管斜度和减少单位长度扩散率, 降低因流道扩散而产生的噪声。新扩压延伸管长为1.2m, 风机出口扩容管上壁斜角降低为17°, 风机出口面积为0.1064m2, 风道入口面积为0.18m2, 单位长度扩容率降低为57.6%, 较之原来的138.3%降低了58.4%。其上壁设计为半径为4m的圆弧, 上壁分别与风道和风机出口作圆弧处理, 降低涡流噪声。
4.4 风道加装加强筋
为了减少风道振动产生的噪声, 我们认为可以在风道外壁加装“十字”加强筋。
4.5 给风机安装变频器
目前该锅炉风机运行时, 风叶开度在40%至60%运行, 风机实际运行负荷离额定负荷还有较大的距离, 可以考虑给风机安装变频器, 一方面可以调整风机的有效转速, 降低噪音, 还可以接受能源。
5 效果检查
在安装好的新扩压延伸管和矩形风机出口延长管以后, 启动风机检查改进后的效果, 2#锅炉在不同工况下 (其中冬季生产正常风道挡板开度在40%~60%之间) 运行时, 各部位产生的噪声进行测量, 其结果见表3:
6 结论
电厂锅炉风机安装技术浅析 篇7
1 工程案例
本次研究的工程是四川福溪电厂2×600 MW新建工程, 其2号锅炉烟风系统共配备了8台大型风机, 包括ANT-1812/1250N型动叶可调轴流式一次风机2台 (豪顿华工程公司) 、ANN-2660/1400N型动叶可调轴流式送风机2台 (豪顿华工程公司) 、YA16636-8Z型静叶可调轴流式引风机2台 (成都电力机械厂) 、MF6-48-12No12D型离心式密封风机2台 (沈阳高科电力设备有限公司) 。风机全部布置在锅炉炉后及电除尘后方, 另有2台离心式火焰监测冷却风机布置在锅炉左侧14.7 m标高处。
2 风机安装的前期准备
施工前组织相关人员对图纸进行会审, 及时处理会审中发现的问题。施工方案的具体操作步骤已与相关人员进行讨论, 并报总工程师批准。本施工方案编制完成, 经专业负责人、总工审批合格。施工需要的临时材料已确定, 并编制相关材料计划报物资部门采购。施工作业前, 对施工人员进行安全技术交底, 交底人和被交底人在交底记录上签字完整。在人员安排上包括:钳工班长、钳工、起重工、质检员、安全员、焊工、辅助工、技术员;运用到的仪器、仪表有:钢卷尺、百分表、千分尺、游标卡尺、深度卡尺、框式水平仪;安全工具:安全带、安全帽、安全警示牌、防滑鞋。[1]此外, 设备全部到齐, 且已开箱、清点, 保证安装所需的平垫铁、斜垫铁已配置齐备, 所有安装风机的工、器具均完备且性能可靠。
3 离心式风机的安装技术
离心式风机是电厂锅炉风机常用的一种装置, 其安装工艺流程如图1所示。在风机安装前要做好充分的准备工作, 控制好每个环节的操作步骤。
(1) 垫铁安装。吊装风机下机壳, 然后将转动组与叶轮组件吊装就位, 安装好垫铁, 调整垫铁高度来调整主轴标高与水平度, 水平移动基框位置来调整主轴承座纵横中心位置, 使其偏差不超过±3 mm。然后拧紧地脚螺栓并检查垫铁安装情况, 保证每个结构之间的合理搭配。
(2) 集流器安装。本体找正后, 找正下机壳, 然后再安装上机壳与集流器。上、下机壳法兰面加好密封垫, 拧紧螺栓。安装集流器之前, 应再次确认集流器与机壳的法兰和连接螺栓的对应性。机壳与集流器安装完毕后找正机壳, 保证机壳的垂直度、各级同心度、叶轮后盘、机壳间隙与标准一致。
(3) 联轴器安装。本体部分初步找正后, 将电机及其台板吊装就位并初步找正, 调整标高及纵横中心位置, 用千分表测量联轴器偏差, 保证两半联轴器的径向偏差、轴向偏差、端面间隙等符合设备技术文件要求, 如无规定时应≤2 mm。本体、机壳、电机初步找正后, 检查螺栓受力及垫铁安装情况。
(4) 主轴承安装。待二次灌浆强度达到70%以上后, 进行二次找正。二次找正时必须将地脚螺栓拧紧且保证受力一致, 垫铁必须受力良好[2]。主轴承二次找正时应复查其纵横中心位置及水平度, 机壳二次找正时应保证集流器与叶轮之间的径向间隙与轴向插入深度符合图纸要求且均匀。
(5) 调节门安装。本体、机壳、电机安装完毕后, 再安装风机进气箱、入口调节门、联轴器护罩、测量元件等附件及冷却水管等。入口调节门安装前应核对叶片开度方向, 保证其与叶轮旋转方向一致;同时调节执行机构方位使其符合设计;冷却水管安装前应检查其是否畅通。
(6) 油管路及油站安装。油管道安装前要认真清理管道内的杂质, 管道焊接采用氩弧焊打底的方式[3]。油站设备到货后应检查设备有无损坏, 基础画线后将油站吊装就位, 再连接油管道。油管路安装完毕后要进行严密性试验, 确保各装置性能符合要求。
4 动叶可调轴流式风机的安装技术
动叶可调轴流式风机在安装过程中要注意一些重点机构装置的分布, 如:中间段、轴承组、调节轴、叶轮机壳等的安装, 其工艺流程如图2所示。
(1) 中间段安装。用汽车将中间段倒运至现场, 把中间段清理干净, 挂好M20×400的地脚螺栓, 放置在一次风机基础上, 使地脚螺栓与地脚孔对中。在基础和中间段底部法兰间放置约50 mm厚的垫铁, 垫铁应尽量靠近地脚螺栓两侧, 且每组不得超过3块, 保证中间段主轴水平且与基础中心线重合。
(2) 轴承组安装。对于一次风机, 根据图纸将轴承内筒中的润滑油软管连接并引出轴承外壳。对于送风机, 轴承组安装前需安装一临时支撑, 采用2根2.5 m的20#工字钢, 将其插入轴承组支座内, 该临时支撑须伸出入口锥度约1.6 m;将轴承组放于临时支撑上, 用起重滑车将轴承组拖入内筒中。
(3) 轮毂、调节轴安装。驱动端、调节端轮毂安装前要将轴端和轮毂孔表面的润滑油脂和其他杂质清理干净[4]。安装调节连接前, 应将所有接触表面小心清理干净。在中间段上安装叶轮外壳;安装驱动端和调节端叶片时, 给每个轮毂留一个叶片不安装, 直到2个轮毂间的调节连接安装完毕。
(4) 叶轮机壳安装。对于一次风机, 用25 t汽车吊将叶轮机壳吊装到位, 安装2个导向销, 使其与中间段连接, 在螺栓孔内侧放置10×3的密封条, 然后拧紧螺栓。装一叶片, 在叶轮机壳内转动检查同心状况。对于送风机, 将叶轮外壳安装在进气箱上, 在进气箱法兰上安装2个专用导向销, 对中轴承组。
(5) 叶片安装。在安装过程中, 一定要注意叶片上的位置标志, 并按其进行安装。安装时首先将叶轮机壳上的检修门拆下, 在凹处放置特氟隆圈, 且保证其就位时必须是可移动的, 接口朝向扩散器侧;安装叶片用专用螺钉固定, 并用二硫化钼润滑。
(6) 滑轨安装。对于一次风机, 按照图纸尺寸在其基础中心线两侧对称放置轨道并调整相对于主轴中心线的位置及距滑轨边上的距离, 在滑轨下加约为50 mm厚的支撑垫片来调整其高度[5]。对于送风机, 在进气箱与轴承箱对中后安装滑轨, 安装前应检查轨道, 不得有变形、损伤等情况。
(7) 扩散器安装。给扩散器支脚安上滑座后将扩散器吊装到轨道上并顺着轨道推进叶轮机壳;在扩散器支脚下加垫片, 以调整扩散器高度;同时调整扩散器相对于叶轮机壳法兰的位置, 使它们相互平行且能轻易将扩散器穿上导向销。对位法兰时不得过分用力, 以免损坏叶轮机壳。
5 结语
总之, 电厂锅炉风机是通风、引风的主要装置, 在安装过程中要根据装置的型号、性能、特点等制定有针对性的安装技术方案, 这样才能保证风机使用后发挥理想的工作性能。此外, 在安装过程中还需要把握好相应的工艺流程, 这是保证安装质量的基本要求。
参考文献
[1]谭耀平.研究电厂锅炉风机安装的工艺流程[J].电厂风机安装, 2010, 19 (5) :76～79
[2]胡佳月.动叶可调轴流式风机安装技术方案的改进[J].工业技术, 2009, 40 (20) :49～52
[3]岳敖海.分析离心式风机安装工艺流程的编制[J].上海理工大学学报, 2009, 32 (5) :17～20
[4]卢友武.国内电厂锅炉风机安装存在的问题与技术改造[J].电力企业管理, 2010, 31 (7) :23～26
锅炉风机系统 篇8
1.1 锅炉概况
中国国电集团公司太原第一热电厂五期工程2×300 MW汽轮发电机组的#11锅炉是由波兰拉法克公司制造的, 型号为BP-1025, 总体型式为亚临界压力、中间再热、低倍率全负荷再循环、全悬吊、平衡通风、单炉膛、四角切圆燃烧、固态排渣和燃煤锅炉。
1.2 引风机、增压风机概况
#11炉的引风机和增压风机是分开设置的, 引风机型号为静调/AN-30-e6, 2台/炉。引风机设计参数如表1所示。
增压风机的型号为ANT42e6 (V13+4o) , 1台/炉。增压风机的设计参数如表2所示。
1.3 煤质参数
实际入炉煤煤质分析如表3所示。
2 引风机、增压风机运行概况
2.1 引风机运行参数
引风机的运行参数如表4所示。
2.2 增压风机运行参数
增压风机的运行参数如表5所示。
2.3 风烟系统沿程阻力
风烟系统沿程阻力如表6所示。
3 项目改造的必要性
根据国家经济建设和环境保护协调发展的指导思想, 电厂300 MW燃煤机组准备增设脱硝装置。施行脱硫系统改造计划后, 烟气系统的阻力有所提升。改造后, 在BMCR工况下, 脱硝阻力增加了1 000 Pa, 脱硫系统阻力增加了800 Pa。将脱硝、脱硫改造前后引风机的运行工况绘制在引风机性能曲线上, 通风机性能曲线如图1所示。
从图1中可以看出, 现有引风机为静叶可调轴流风机, 失速区比较宽。因为现在的引风机、增压风机裕量不大, 改造后满负荷点已经非常接近失速线了, 所以, 无法保证引风机的运行安全。当低负荷点位于失速区时, 引风机就会出现失速的情况。因为引风机的出力无法满足脱硝、脱硫改造后系统阻力的要求, 所以, 需要选择新型号的增压风机和引风机。
目前, 我厂可选择的风机型式有3类, 即动叶可调式轴流风机, 静叶可调式轴流风机, 双速或变频、双吸式离心风机。根据我厂的负荷特性, 要求机组具有调峰能力和可变负荷的运行方式。由于双速离心风机调峰经济性差、运行电耗大、变频离心风机初投资费用太高, 所以, 第3类风机不予考虑。静调风机的调节门扭矩比较大, 需要1 000 N·m以上;动调风机是直接调节液压调节装置, 从而调节叶片开度, 其调节扭矩比较小, 约为200 N·m。由此可知, 动调风机调节速度能跟上机组负荷的变化, 能有效发挥炉膛的防爆性能。
由于动调风机叶片可以调节, 所以, 它能适应不同工况下的不同烟气量, 以保证风机叶栅效率。静调风机的高效区域要比动调风机的范围小很多, 动调风机具有调峰性能好、运行经济, 电动机启动力矩小、启停快 (启动力矩约为动调风机的38%) 等优点。
带增压风机运行时, 系统调节比较复杂, 但是, 引风机与增压风机合一后, 调节对象单一, 烟气系统响应负荷变化要比分设模式迅速、准确。因此, 引风机改造还是要考虑采用增引合一的方案。
由上述分析可知, 在相同参数的工况条件下, 动叶可调式轴流风机体积、质量、效率和调节性能等都优于静叶可调式轴流风机。因此, 建议对五期锅炉引风机和增压风机进行引增合一改造, 将风机改为动叶可调式轴流风机。风机选型和具体参数如表7所示。
4 引增合一改造方案
对#11炉引风机、增压风机进行引增合一改造, 拆除#11炉现有的增压风机, 选用2台新型引风机。引增合一改造投资估算情况如表8所示。
5 改造方案的可行性分析
将引风机和增压风机合并改造后, 增压风机、引风机合并改造工程取消了增压风机和旁路烟道, 优化了引风机出口至脱硫塔入口段烟道, 降低了系统阻力, 同时, 还减少了1台增压风机的故障点, 避免因脱硫风机出现故障导致非停事故, 有效提高了设备运行的安全性和可靠性。在重新选择引风机型号时, 采用双级动调轴流风机可以保持比较高的运行效率, 而且节电效果明显, 有效提高了机组的经济性, 达到了节能减排的目的。
改造前#11炉引风机满负荷效率约65%, 电机输入功率为1 540 k W;增压风机满负荷效率约60%, 电机输入功率为1 500 k W, 引风机和增压风机总功率为4 580 k W。改造后, 新引风机满负荷效率约85%, 电机输入功率为1 687 k W, 2台新引风机总功率为3 374 k W。改造后, 能耗减少了1 206 k W, 按机组平均运行7 000 h计算, 全年节电量为 (按最小计算) 1 206×7 000=844.2×104 k W·h;节约费用为844.2×0.37=312.4万元。由此可知, 改造成本回收期为855÷312.4=2.74年。
6 结论
增压风机、引风机合并改造后, 节能效果明显, 即使忽略目前风机效率低等因素, 也可以在2.74年回收投资。所以, 引风机代替脱硫增压风机的节能改造工程节电效果很明显, 大大提高了机组运行的经济性, 为企业创造了良好的经济效益, 为贯彻落实“节能减排”作出了巨大的贡献。
摘要：以国电太原第一热电厂#11锅炉为例, 简要介绍了电厂300 MW机组脱硝改造的相关内容, 探讨了锅炉引风机与增压风机合二为一的可行性, 阐述了风机型式和参数选择等内容。采取了引增合一改造方案后, 从安全性和经济性两方面入手, 验证了风机引增合一的合理性和实用性。
泵与风机的系统效应分析 篇9
关键词：泵与风机；系统效应；种类；计算
Abtract： Pumps and fans are in widely used in practical engineering， but the systematic effect is usually been neglected in the selection and the design of pipeline， which will lead to selection inapproproate of pumps and fans and cannot work normally. In this paper， kinds of systematic effect and its impact will be introduced. The additional resistance due to systematic effect in the pipe resistance calculation will be calculated. Results show that the impact of systematic effect on pumps， fans and pipelines is great.
Key words： pump and fans systematic effcet variety calculation
0引言
在现代建筑工程中会使用一定数量的泵与风机，如消防排烟风机，平时送风排风风机，小区采暖，给水二次加压循环泵等。由于建筑工程使用的都是大功率的泵与风机所以其价钱都不菲，在选型和采购过程中要尤其慎重，避免造成资源浪费。
泵与风机的选型是根据管网阻力来计算的。而在计算管网阻力时大都忽视了系统效应的影响。从而造成了选型的不当。在使用过程中也忽视了系统效应的影响，从而影响了泵与风机的正常工作。
1973年首次将系统效应因素概念引入暖通领域[1]。在以往的系统效应的总结上大多是从风机与风管的连接方式上进行的，本文将从气流组织上对系统效应进行分析和总结。
1 系统效应的影响
泵与风机一般装设在管路系统中，与管路共同作用。泵与风机的工作点不但取决于泵与风机本身，而且也与管路的连接特性有关[2]。
所谓系统效应即泵与风机进出口与管路连接方式对泵与风机的性能产生的影响。系统降低泵与风机的性能是由于其与管道连接方式不同产生的，这种影响是由于生产厂在泵与风机性能测试时进出口接管方式形成的能量损失与实际应用时进出口不同接管方式形成能量损失的差别产生的。下面就风机举例具体分析系统效应的影响。
1.1 进口的系统效应分析
1.1.1进口气流收缩引起的系统效应
进口气流收缩引起气流面积的减少继而迅速扩散又会产生损失，这种损失会增加系统阻力，可视为系统效应[2]。在风管或风机进口安装一个圆形集流器就会大大消除这种损失，如安装这种光滑的集流器不太可能，一个收敛的锥形接头也会显著减少能量损失，甚至在风管端部安装一个简单的扁平法兰也会是通过不带法兰的集流器的损失减少一半；离心式和轴流式风机的典型进口工况见图1-1。 a）表示带管路的进口条件； b）表示不带管路的条件； c）表示带喇叭状进风口的条件； d）表示进入边缘锐利的管路气流， e）为理想而光滑的风管进口； f）为喇叭口式进口产生进入风机的饱满气流。
图1-1 离心式和轴流式风机的典型进口工况
a） 进口均匀气流 b）进口光滑的均匀气流 c）进口收敛气流 d）进口急收敛气流
e）理想的光滑进口气流 f）进口平缓收敛气流
FIG.1-1 typical inlet work condition of centrifugal fan and axial fan
a）inlet uniform air flow b）smooth inlet uniform air flow c）convergent inlet air flow d）abrupt convergent inlet air flow e）ideal smooth inlet air flow f）subdued convergent inlet air flow
圖1-2 系统效应影响风机性能示意图
FIG.1-2 performance of the fan influenced by systematic effect
1.1.2 进口气流不均匀引起的系统效应
流入进口的气流不均匀时影响风机性能不佳的最常见的原因之一。风机进口处的弯管特别是90°管不会使空气均匀进入，因而风机的叶轮内流动恶劣，损失增加，性能下降。如图1-2所示，在不考虑系统效应的条件下，根据设计流量和对应的管网计算阻力所选风机的运行曲线Ⅰ，与管网阻力特性曲线A的焦点是1；而实际运行中，由于系统效应的影响，相当于管网特性曲线改变为曲线B，即如仍选用曲线Ⅰ性能的风机，其实际工作点为4，则实际风量小于设计风量。为保证达到设计风量，在选择风机所参考的管网阻力即风机压头时，应计入设计风量下的系统损失。则按此选用的风机性能曲线Ⅱ与曲线B的交点2，方可达到设计风量要求的实际工作状态点。因而在进行管网阻力计算和风机选择时，应计入这一系统效应造成风机性能的损失值，这一影响值大小需由实验确定。
1.2 出口的系统效应分析
1.2.1 出口直管情况
图1-3所示为出口直管时距风机出口不同距离的速度分布情况。自风机出口截面不规则的速度分布，到管道内气流速度规则分布的界面之间管段长度，称之为效应管段。为避免系统效应影响造成的能量损失，不应在效应管段内安装形状突变的管件和设备，即在效应管段长度范围内断面的任何改变，均导致风机性能下降。要达到100%的有效管路长度，应使其过渡段（效应管段）的管路至少延长2.5倍管路的当量直径，而在30m/s以上的出口速度下，直管路的有效管路长度应是6倍管路的当量直径，并且当风速每增加5m/s时，有效管路长度应增加1倍管路的当量直径长度。
图1-3出口直管的速度分布
1-涡舌 2-离心风机机壳 3-轴流风机机壳
FIG.1-3 velocity diagram due to exit
1- eddy tongue 2- body cover of centrifugal fan
3- body cover of axial fan
1.2.2 出口弯管情况
有些手册中介绍了通过弯管的压力损失值，主要取决于接近弯管的平均速度分布。因为弯管前的速度分布不均将造成压力损失大于分布的压力损失值，所以出口弯管也应距离风机有一定的距离（效应管段），当其长度小于100%有效管路长度时就应考虑系统效应的影响。
2 系统附加阻力系数
在泵与风机的选型和管路设计中，如果考虑系统效应，就应在总的压力损失上增加由系统效应引起的压力损失。这个压力损失就叫做系统附加阻力系数。系统附加阻力系数是与速度相关的，图2-1给出了24条系统附加阻力曲线。从图中某个空气流速（横坐标）开始，顺着纵坐标的任何曲线就可以读出相应布置的系统附加阻力系数。这里的空气流速是指风机的进口和出口速度，这个取决于是出口还是进口引起的系统效应。
图2-1 系统附加阻力曲线
FIG.2-1 curve of additional system resistance
2.1 出口附加阻力系数的计算
表2-1不同出口管路的系统附加阻力系数
Table 1 additional system resistance of different outlet pipe section
出口管路的系统附加阻力系数计算见表2-1。出口弯管系统附加阻力系数取决于弯头的安装位置和方向。图2-2给出了出口弯管的连接位置，其弯管的系统附加阻力系数见表2-1。
图2-2 出口管道弯管的连接位置
FIG.2-2 elbow coupling of outlet pipe section
2.2 进口的系统附加阻力系数的计算
进口处的90°弯管是常见的引起系统效应的装置，图2-3给出了其结构和弯管内的气流组织。根据弯管距风机进口的距离和R/D可以得90°弯管系统附加阻力系数，见表2-2。
图2-3 90°圆形弯管（无导叶）导致进口产生不均匀气流
FIG.2-3 non-uniform flow originated by right-angled circle elbow pipe（without diffusion vans）
表2-2 90°圆形弯管（无导叶）系统附加阻力系数
Table 2-2 additional system resistance coefficient of right-angled circle elbow pipe（without diffusion vans）
2.3 进口涡流
风机性能降低的另外一个主要原因是，由于导致进入风机进口的气流产生涡流或紊流的进口风管工况，如图2-4所示。
理想的进口工况是允许气流以軸向均匀地进入，并任意方向均不紊流的工况。与叶轮旋转方向相同的旋流会减少压力流量损失，其减少量取决于涡流的强度。各种各样的近似工况也会产生进口涡流，但有时产生涡流的原因并不明显。有些常用的管接头也会产生进口涡流，但由于管接头种类繁多，故进口涡流并没有列入系统附加阻力中。所以对涡流的影响还应作进一步研究，对其进行更详细的分类和分析，找到切实可行的办法，在实际应用中尽量避免或降低其造成的能量损失。
图2-4 进口涡流的气流组织
Fig.2-4 air flow organization of inlet eddy current
3 讨论
系统效应对整个管路系统的影响是不容忽视的，其引起的能量损失可以达到50%左右，而且形式众多。从气流组织上来分析系统效应是从本质上对系统效应的认识。在实际工程中有些时候不可避免的出现系统效应了，而对系统效应的解决方式很有限，希望本文能对系统效应的解决方式的研究有所帮助。也希望在泵与风机的选型以及管路的设计中，引起我们对系统效应的影响的重视。
参考文献
[1] 付祥钊.流体输配管网[M].北京;中国建筑工业出版社，2001.
[2] 屠大燕.流体力学与流体机械[M].北京： 中国建筑工业出版社，1994.
锅炉引风机轴承箱改进 篇10
关键词：引风机,轴承箱漏油,改进
引风机是锅炉的主要辅助设备, 在锅炉安全、连续、平稳运行中起着很重要的作用。引风机轴承箱漏油是影响其正常运行的致命缺陷。轴承箱的漏油, 除了污染环境、多耗油料、增加操作维护工作量外, 更主要的是如不及时补充加油, 轴承箱内缺油将引起轴承磨损发热, 直至轴承损坏;风机转子平衡受到破坏, 发生振动, 严重时可将风机地脚螺栓拨出, 振裂基础, 使风机蜗壳变形等, 极大地影响了锅炉的安全运行。严重的机损事故会造成锅炉被迫停炉, 直接影响发电或供汽。
1. 问题
火电厂与锅炉配套的大容量TLT14144B/1919型引风机, 采用轴承箱油半浸式飞贱润滑, 轴承箱两端端盖的密封一般为迷宫式槽毡圈密封或填料函式密封。轴承箱两端轴封结构见图1A。由于轴向仅靠迷宫槽毡圈密封或填料密封, 受密封结构型式限制, 普遍存在漏油现象。
2. 轴承箱漏油原因分析
通过对引风机轴承箱漏油原因进行调查分析, 发现油主要从轴承座通盖处漏出, 压盖内圈与主轴配合处是渗油主要部位, 产生漏油的原因:①压盖压紧力不足;②油封内圈磨损严重;③油位过高。其次是压盖与轴承座结合面处和压盖螺栓根部漏油。漏油原因:①纸垫破损;②安装时未加密封胶。压盖螺栓根部漏油原因是纸垫破裂。
3. 改进措施
(1) 提高压盖紧力。改进压盖形式, 加工压盖凸肩, 外侧另加一道羊毛毡密封, 形成两道密封 (图1) ; (2) 控制压盖对油封紧力为2 mm的油封弹性缩小量。
(3) 减缓油封磨损。在主轴与油封接触处用砂布纸打光, 提高表面光洁度;改用有骨架油封代替无骨架油封。
(4) 加快回油速度。端盖扩大回油槽;轴承座加工回油沟;甩油环加装附加油封, 控制该油封与端盖间隙为5 mm。
4. 改进效果
改进前, 风机轴承箱油位在中线时, 泄漏严重, 每台锅炉的2台引风机每班需补加油约0.25 kg。改进后, 风机轴承箱油位在最高油位时, 未出现漏油。从每班补油1~2次减少到每月补油1~2次。1年节省32#防锈汽轮机油340 kg (折合人民币1800多元) , 而改进1台所需的费用仅500多元。创造一定效益的同时, 节约油料, 减少维护工作量, 改善风机周围的环境卫生。