MW燃煤发电机组引风机选型的比较分析

-1-中印600MW燃煤发电机组引风机选型的比较分析徐岩，高得元中国大唐集团科技工程有限公司北京市海淀区紫竹院路120号邮编100097TheComparisonofTypeSelectionofInduced-draftFanfor600MWCoal-firedPowerPlantinCHINAandINDIAXuYanGaoDeyuanNo.120zizhuyuanlu,HaidianDistrict,Beijing,P.R.ChinaABSTRACT:Atpresent,weareopeningupthepowerconstructionmarketofIndia.ButtheeconomicdevelopmentlevelofIndiaandChinaisdifferent.ThisarticlecomparedthedifferenceofthecriterioninChinaandIndia.ThroughthecalculatingandanalysingthetypeselectionoftheIDFbythetwocriterion.thearticleproposedsometechnologicalmeasuresforreferencetooptimizethetypeselectionoftheIDFinIndiaproject.KEYWORD:typeselection;performance;criterion;economicalefficiency摘要：目前我国正大力开拓印度的电力建设市场，但由于两国的经济发展水平不同，制定的标准也不尽相同，从而在对锅炉引风机选型时也会出现不同的结果。本文通过对中国和印度电力建设中风机选型不同标准的比较，对电站锅炉引风机的选型进行计算和分析，并提出了优化选型的技术措施，为印度项目引风机的选型提供一定的参考。关键词：引风机选型性能参数标准经济性1引言近10年来，我国电力系统装机容量大幅攀升，随着国内电力需求的满足和市场的逐步缩小，电力建设市场的竞争日趋激烈，越来越多的公司将目光投向了世界。印度是世界上第三大煤炭生产国，半数以上的能源需求由煤炭来满足。随着印度经济的快速发展，电力危机也日益严重，电力需求缺口增大，其电力建设的市场也逐步扩大。目前，我国已将电力建设的经验逐步输出到印度，开拓国际市场。由于两国的经济发展水平和设备制造水平不同，因此两国的设计理念和设计标准并不统一。本文结合印度某600MW亚临界燃煤发电机组的工程特点，就引风机的选型进行研究，通过比较不同的设计标准对电站引风机选型的影响，寻求比较经济合理的引风机配置方式，为印度项目的引风机选型提供参考。1工程概况1.1机组简述印度MBPIL公司投资建设的Anuppur电厂位于MadhyaPradesh市，机组一期规划容量为1200MW，拟新建2台600MW燃煤发电机组。选用亚临界、一次中间再热、强制循环、悬吊结构、平衡通风、全钢结构、露天布置的汽包锅炉，锅炉参数如下：锅炉最大连续蒸发量：2060t/h主蒸汽压力：17.5Mpa主蒸汽出口温度：541℃再热蒸汽流量：1728.54t/h再热蒸汽入口/出口压力：3.942/3.752Mpa再热蒸汽入口/出口温度：334.1/541℃给水压力：19.592Mpa给水温度：278.8℃锅炉效率（按低位发热量计）：92.1%空预器：三分仓回转式，漏风率8%-2-1.2燃煤性质该工程所用燃料为印度典型的高灰分高挥发份低热值烟煤，煤质分析见表1.2.1：表1.2.1煤质分析名称符号单位数值设计煤种校核煤种收到基碳Car%39.234.21收到基氢Har%2.622.29收到基氧Oar%5.004.16收到基氮Nar%0.730.84收到基硫St.ar%0.450.5收到基水份Mar%12.0015.00收到基灰份Aar%4043干燥无灰基挥发份Vdaf%2320可磨性系数HGI/5045收到基低位发热量Qar.net.pkcal/kg3187.62987.41.3系统配置该工程采用中速磨正压直吹制粉系统，每台锅炉配7台中速磨煤机，2台动叶可调轴流式送风机，2台动叶可调轴流式一次风机，2台静叶可调轴流式引风机。2、引风机选型的比较2.1不同型式引风机性能的比较目前国内电站可供选择的引风机型式有离心式、静叶调节轴流式和动叶调节轴流式三种，其特点的比较见表2.1.1：表2.1.1三种风机性能特点的比较型式性能参数离心式静叶可调式动叶可调式结构简单、尺寸大、重量大比较简单含液压调节系统，复杂型式性能参数离心式静叶可调式动叶可调式耐磨性较好含尘量＜400mg/m3含尘量＜150mg/m3调节方式1.进口导叶、进口挡板2.变频器、液力耦合器入口导向器改变动叶角度调节性能1.简单不经济2.价格昂贵一般较好运行效率高效区窄高效区较宽高效区宽调节范围单向调节双向调节多向调节土建结构耗材最多一般最省检修维护叶轮更换困难叶片更换困难液压缸密封件，油系统漏油可以简单的说：静叶可调轴流风机在运行效率、投资、维护等方面的都介于离心式风机和动叶可调轴流风机之间。对于本工程来说，燃用煤种的灰分高达40%，烟气出口含尘量可高达80g/Nm3，如此高的含尘量需要效率非常高的除尘器。根据印度目前的电力发展情况，印方仅接受静电除尘器，而静电除尘器的除尘效果并不如布袋除尘器。在这种情况下，使烟气的出口含尘量稳定的保持在小于150mg/m3不是易事，另外考虑到印度电网的不完善性和印度电厂燃烧煤质的多变性，也可能使烟气的出口含尘量超标。故本工程优先选用静叶可调轴流式引风机，同时该选型也符合投资方的要求。2.2中印两国规范的比较在对印度项目进行设计时，两国的设计标准存在一定差别。国内主要根据《火力发电厂设计技术规程》进行计算，印度则根据《STANDARDTECHNICALSPECIFICATIONFORMAIN-3-PLANTPACKAGEOFSUB-CRITICALTHERMALPOWERPROJECT2x(500MWORABOVE)》标准进行计算。表2.2.2列出了两国对引风机选型提出的不同要求。表2.2.2中国和印度对引风机选型的不同要求项目国内标准印度标准确定选型煤种设计煤种设计煤种和校核煤种中计算值的较大者空预器漏风率8%10%和保证值中较大者过量空气系数根据不同煤种确定1.2烟道漏风1%2%风量裕量≥10%≥20%压头裕量≥20%44%入口烟气温度≥10℃的温度裕量150℃和实际计算值中的较大者通过除尘器的压降厂家保证值25mmH2O和厂家保证值中的较大者除尘器的漏风率厂家保证值1%和厂家保证值中的较大者烟囱入口压力由烟囱阻力计算10mmH2O供电频率50Hz47.5~50Hz从上面的比较可以看出印度标准要求的裕量较大，均高于国内标准。有些要求甚至不考虑运行条件而直接规定了数值，如果按印度标准选型风机，势必会与按国内标准的选型不同。2.3风机参数的确定根据锅炉的性能参数和燃料特性可以得到系统的燃料消耗量、烟气量和风机所需的压头，具体数值见表2.3.1：表2.3.1燃料消耗量及烟气量计算煤种参数单位国内规程印度规程设计煤种校核煤种设计煤种校核煤种锅炉实际耗煤t/h432.95461.96432.95461.96理论干空气量Nm3/kg4.033.534.033.53空预器进口总烟气量Nm3/s620.10586.29620.10586.29除尘器进口总烟气量Nm3/s1035.00978.231079.151019.88每台引风机进口总烟气量Nm3/s1114.911053.751190.891125.48风机BMCR工况压头Pa5270503352705033由上表可以看出两国标准计算得到的燃煤量及空预器进口的总烟气量相同，但由于空预器漏风率和烟道漏风率选取不同（除尘器漏风率均为3%），除尘器和风机进口的烟气量出现差距。在压力计算中，除尘器的压降均选取厂家的保证值300Pa，烟囱的入口压力均选取计算值，因此两者的压头计算结果相同。根据表2.3.1的计算结果和每台锅炉配2台引风机的系统配置，可以得到所需风机的各项性能参数。表2.3.2列出了根据两国标准中裕量的规定得到的所需风机的流量和压头的计算结果。其中风机BMCR工况下压头的确定以风道内的流速保持不变为前提,功率的计算中，各效率和裕量的取值如下：风机的全效率为82%，传动效率0.98，电机效率0.95，电机裕量系数1.08。表2.3.2不同标准下风机性能参数的比较煤种设计校核设计校核工况点TBBMCR国内规程进口流量m3/s628.6594.1557.5526.9-4-煤种设计校核设计校核工况点TBBMCR风机全压Pa6324604052705033风机轴功率kW4848437635833234需提供功率kW5207470038493474电机型号YKK9002-6，5600kW印度规程进口流量m3/s765.0723.0595.5562.7风机全压Pa7589724852705033风机轴功率kW7080639138273454需提供功率kW7605686541113710电机型号YKK1002-6，8000kW从上表可以看出，设计煤种所需风量和压头均大于校核煤种，故风机选型均应以设计煤种为依据。两种情况计算的风机在BMCR工况下的参数相差不多，但在TB点的参数却相差很大，由此选择的电动机功率相差也非常大。在对电机进行选型时以TB工况为依据，选取最接近的电机型号。3、引风机选型的分析由上面的风机计算结果可以看出，按印方的标准电机功率为8000kW比设计煤种在BMCR工况下所需提供的功率4111kW高出近一倍，电机负载率较低，由于电机的效率与负载成正比，可见电机效率较低，即出现“大马拉小车”现象，相应电机的损耗必然增加，由于其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。考虑到印度电力目前供应紧张，多数电厂均满负荷运转，按印度标准选取的风机型号较大，满足BMCR工况的运行没有问题，甚至可以超负荷运行。如果其他配套设备也有相应的裕量，其发电能力会有一定程度的提高。但是发电能力主要是由锅炉、汽机和发电机决定，所以在相同机组容量的情况下，单纯增加辅助设备的裕量意义不大，同时风机型号偏大过多也会使风机运行点偏离选型点过多，不但设备投资增加，而且还增加了电厂运行和维护费用，提高了发电成本。为了解决选型偏大的问题，一方面，可以在与印方交涉的过程中对中国设备的制造情况进行说明，建议设备选型按照设备厂提供的保证数据进行，而不是按印度规范中的最大值计算。另一方面，可以与设备厂沟通，要求其提供更符合设备实际运行情况的参数，而不对其进行放大。再者，与投资方协商，对风机的压头和裕量的取值综合考虑中印两国的标准，选取更为合适的裕量。综合上面三方面的因素后，计算得到的风机参数才不至于有裕量逐级放大的效应，这样的选型才更经济，同时也更符合运行的实际情况。4、结论由于印度标准要求的风机流量和压头的裕量较大，使风机的型号和电机型号偏大，风机运行工作点远远低于风机的选型点，不但设备投资增大，也造成极大的浪费。同时设备的噪声、振动、建设安装费用也相应增加。因此针对印度电力建设的工程，需要与印方及国内的设备厂家进行详细的沟通和设计，以使引风机的型号及性能参数与设备的实际运行情况相近，并留有合适的裕量，这样才能满足电厂运行经济性的要求。-5-参考文献1）中国电力建设咨询公司，《火力发电厂设计技术规程》，中国电力出版社，20002）GovernmentofIndiaMinistryofPowerCentralElectricityAuthorityNewDelhi，《STANDARDTECHNICALSPECIFICATIONFORMAINPLANTPACKAGEOFSUB-CRITICALTHERMALPOWERPROJECT2x(500MWORABOVE)》，2008.93）许桂琴，600MW燃煤机组吸风机选型的探讨，黑龙江