双级动叶可调轴流式引风机在350MW机组中的应用

王晓东

摘 要：为进一步降低发电成本，实现节能降耗、降本增效的运营目标，某电厂对2号炉进行增引合一改造，并取得良好的经济效益和安全效益。

关键词：引风机改造；增引合一；经济；安全

为响应国家十二五节能减排号召，提高企业经济效益，2012年，某电厂为降低能耗指标，对2号炉引风机和增压风机进行合并改造。由于原引风机选型较大，取消增压风机后，引风机在低负荷运行时，经常落入失速区，为消除风机失速，不得不在低负荷时采取提高送引风机出力以消除风机失速，使得风机电耗不降反升，这给运行指标调整和设备安全带来严重影响。为消除此安全隐患，经过严密的热态试验，2013年，对2号炉原静叶可调轴流式引风机进行换型改造，更换为双级动叶可调轴流式引风机，改造后的引风机经过试验，风机效率明显提高，电耗明显大幅下降，由于采用双级动叶可调轴流式引风机，性能曲线较平滑，引风机失速现象彻底消失，使引风机安全性能大幅提高。

1 设备概况

1.1 锅炉基本情况

某电厂现有 2台350MW国产亚临界机组，配套哈尔滨锅炉厂生产的HG-1165/17.5-HM3型燃煤锅炉，单炉膛，平衡通风，固态排渣。机组同步建设了烟气脱硫（FGD）装置，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，烟气100%进行脱硫处理，整套系统采用一炉一塔制，脱硫效率不小于92%。每台炉配备两台静压可调轴流式引风机，风机全压8457Pa，脱硫系统配备一台静压可调轴流式增压风机，风机全压2448Pa。2012年，取消2号炉增压风机，2013年，对2号锅炉引风机进行改造，由静叶可调轴流式该为双级动叶可调轴流式。

2 双级动叶可调轴流式引风机简介

轴流风机的工作原理是基于机翼型理论。即：气体以一个攻角进入叶轮，在翼背上产生一个升力，同时必定在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力，使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。与此同时，风机进口处由于差压的作用，使气体不断地吸入。双级动叶可调轴流风机与单级轴流风机相比而言，主要是多了一个叶轮，两级叶轮通过推杆和推盘进行串连，推杆安装在主轴承箱空心轴内，并可在安装和检修时进行适当调整，由于前后两级叶轮串连而成，因此风机前后两级叶轮调节的同步性和可靠性不成问题。

3 锅炉引风机选型和试验

某电厂2号炉取消增压风机后，由于系统阻力增加等原因，引风机偶尔会出现喘震、失速现象，严重影响机组的安全运行，为找到引风机失速的原因，更好的对2号炉引风机进行改造，所以很有必要对2号机组引风系统进行性能试验，从而找到缩小或避免引风机速的方法，并提高引风系统风机的效率，并为今后引风系统改造提供翔实的技术数据和可靠的方案，试验测定了各风机运行的烟气流量、压力、功率和引风系统各设备段的阻力，以及其他相关运行参数。经过对2号炉引风机进行性能测试，得出2号炉引风机效率严重偏低，说明引风机设计参数与系统存在较大的匹配偏差，所以必须对2号炉引风机进行全面改造，以真正达到增引合一的目的，使引风机、增压风机合并改造后经济方面以及运行安全方面均有较大提高，故采用叶轮流道相当较宽，相对磨损方面占优的双级动叶可调引风机做为改造方向。

4 双级动叶可调轴流式引风机各项性能分析

4.1 可调轴流风机的效率分析

对于在运行过程中的效率问题，单级风机由于叶片较短以及叶片数量较多，流速较大，在叶片顶部的二次流的损失以及叶片上的摩擦损失有所增加，同时由于双级风机扩压器产生的扩压损失只需要计算一个扩压损失，因此一般来讲双级风机的效率高于单级风机的效率。

4.2 双级动叶可调轴流风机的运行可靠性分析

双级动叶可调轴流风机与单级轴流风机相比而言，主要是多了一个叶轮，两级叶轮通过推杆和推盘进行串连，推杆安装在主轴承箱空心轴内，并可在安装和检修时进行适当调整，由于前后两级叶轮串连而成，因此风机前后两级叶轮调节的同步性和可靠性不成问题。

4.3 双级动叶可调轴流风机的直径分析

轴流风机设计按照等环量理论设计，轴流风机当轮毂比增加时压力系数增加、流量系数下降，其中压力系数增加较快，流量系数略微下降，因此相同参数下，单级动叶可调轴流风机直径较大，双级动叶可调轴流风机直径相对较小。

4.4 双级动叶可调轴流风机转动惯量分析

由于双级动叶可调轴流风机直径较小，同时风机重量也较轻，因此转动惯量较小，若选用双级风机则电机的启动时间较短，启动电流较小，这样可以延长电机的使用寿命。

综合上述分析结果可以看出，采用双级动叶可调轴流式引风机，不论在风机效率上，风机可靠性上，安全上，使用寿命上，都明显优于单级动叶可调风机。

5 增引风机合一后，双级动叶可调轴流式引风机在2号炉的应用

本次采用的引风机是上海鼓风机制造厂生产的双级动叶可调轴流式引风机，通过对2号炉引风机冷态的调试和2号炉启动后，引风机的运行状况和高低负荷试验，引风机总体运行状况良好，失速和喘振现象消失，单机带负荷能力增强，在单台引风机运行（双侧送风机和一次风机同时运行）时，机组带负荷210MW，且还有15%负荷余量，单侧引风机为275A，这是在2号炉引风机未改造前不可想象的（单台引风机运行只能带150MW，最高170MW）。引风机电耗明显下降，在进行300MW负荷试验时，两台引风机电流为总和为475A，在同等煤量、风量和蒸发量情况下，未进行改造的引风机电流总和为580A，节能效果明显，极大地降低厂用电率，同时安全性能也得到同步提高。

6 引风机改造后效益分析

2号炉引风机改造后，经过各负荷段运行数据，并根据试验测试结果，测算出2号炉增引合一动调扩容改造后的耗能量，见表1

综上所述，引风机、增压风机二合一动调扩容改造后，风机运行效率提高，每年比改造前节电约1015万 kWh.。上网电价为0.375元/kwh，每年节电效益为380万元左右。

7.结束语

随着2号炉改造后引风机的安全稳定运行，以及给企业带来的经济效益和社会效益，标志着2号炉改造的双级动叶可调轴流式引风机以及增引合一在2号炉应用成功，为350MW机组锅炉增引合一改造，打下坚实的基础。