电站风机节能技术刘家钰(蕫)1.doc

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1、第六章 电站风机节能途径与技术第一节 我国电站风机的技术水平及节电潜力估计电站风机通常指电站锅炉的送风机、引风机和一次风机（或排粉机），现在还要加上脱硫系统的增压风机和氧化风机，对CFB（循环流化床）锅炉还要加上高压流化风机。通常这些风机的发电厂用电率均在2%以上，因此设法降低电站风机耗电率，对电厂的经济运行有着十分重要的现实意义。一、我国电站风机的技术水平我国电站风机的总体技术水平已进入国际先进行列，但为满足我国火力发电的实际需求，在制造工艺、质量管理、选型设计和运行水平等方面还需进一步提高。1、我国电站风机的制造水平1) 电站轴流式风机 我国大型电站风机主要生产厂家沈阳鼓风机厂、上海鼓风机

2、厂、成都电力机械厂、豪顿华公司和武汉鼓风机厂均引进了国外先进的轴流风机技术，经过多年对多家引进枝术的消化吸收和自主开发，目前我国生产的电站轴流式风机，不论是动叶调节还是静叶调节已能满足我国火电机组(包括最大容量的1000MW机组)发展的需要，且已出口到国外(包括发达的西方国家)，说明我国电站轴流风机的制造水平已进入了世界先进行列，但遗憾的是，这些轴流式风机均是用引进技术生产的。2) 电站离心式风机 我国早从上世纪六十年代起就开发出了具有世界先进水平的4-72、4-73型电站离心式风机，随后又开发出了一大批适用于我国火力发电技术发展各时期需要的电站离心式风机，如4-60、5-53、5-36、5-

3、29、9-26等。近年来一些民营风机公司与国内大专院校和科研机构合作开发的离心式电站风机，特别是CFB锅炉风机也已进入国际先进行列。目前包括相关引进国外先进技术的厂家一起，我国已能生产出具有国际先进水平的电站离心式风机，能够滿足我国常规火力发电枝术发展的需要。2、我国电站风机的运行水平 总体来说我国电站风机的运行水平是比较高的，但为满足我国电厂实际需要，还需进一步提高。我国电站风机运行稳定性还不尽人意，主要表现在：轴流风机失速的机率高，尤其是一次风机；由风机运行引起的风、烟管道异常振动屡见不鲜，特别是大型一次风机；风机调节不够灵合、由卡涩、失灵等引起的实际调节位置与指示值偏差大，影响并联操作和

4、稳定运行；电机和风机轴承振动问题也还比较突出；调节叶片脱落、转子裂纹失效还时有发生。 此外，运行噪音高，基本上达不到85dB的要求。二、我国电站风机节电潜力估计总体来说，我国电站风机平均耗电率较高，且参差不其，与风机本身技术水平不相称，节电潜力较大。1、我国电站风机耗电情况近两年作者参加了一些电厂的节能降耗诊断工作，发现我国电站风机耗电各电厂差异较大。即使同类型机组同样的配置也存在较大差异，这说明我国电站风机还有较大节能空间。目前我国大型电站锅炉三大风机在机组滿负荷的耗电率大致为：1000MW机组：约在1.5%左右（作者了解的一投运电厂为：1.541%，另一投运电厂为：1.441%）600MW

5、级机组：约为1.5%。但高的达2.0%以上，个别电厂竟达到3%以上。300MW级机组：约在1.8%左右，三大风机均为动调轴流的，最低的可达1.2%左右，但2%以上的电厂也很多。300MW级CFB锅炉的风机耗电率，某电厂168小时试运时为3.83%，另一电厂两台机组168小时试运期间分别为3.64%和3.99%。脱硫增压风机耗电率：无GGH(气一气热交换器)的约0.5%左右，带GGH的一般在0.6%以上。2、我国电站风机耗电率高的原因我国电站风机耗电率高的原因是多方面的。结合我院多年对我国电站风机的试验研究、产品设计开发、运行风机改造和故障诊断的实践经历，总结出的我国电站风机运行经济性差的主要原

6、因有：(1) 风机选型参数不合理，裕量过大；(2) 风机选型不当； (3) 风机可靠性较差；(4) 机组负荷率低；(5) 运行操作不合理。3、我国电站风机节电潜力估计某电厂(主辅机均为上世纪90年代引进设备)2007年全年平均发电厂用电率仅为3.16%(风机耗电约1.1%)。比较我国电站风机总体耗电水平。笔者认为：经过努力将我国电站风机（包括脱硫系统用风机）的平均耗电率降到2%以下是有可能的。第二节 电站风机节能途径一、选择与锅炉风(烟)系统相匹配的风机目前，我国大型电站风机(不论是国产还是引进)几乎均是高效风机，但其在电厂运行的经济性(或耗电率)却有很大差别。究其原因，最主要最关键的是所选风

7、机的特性是否与其工作的管网系统阻力特性相匹配。因此，选择好与锅炉风(烟)系统匹配的风机是首要的节能途径。二、 采用先进的调节方式由于电站风机在选型时均留有裕量，机组发电负荷也不可能不变，参与调峰的机组负荷率还较低。因此，电站风机总是在部分负荷下运行，这就要求对风机进行调节。显然，调节方式的好坏直接关系到电站风机运行的经济性。三、 改造低效运行的风机尽管在我国大型电厂中使用的电站风机几乎全是高效风机，但由于种种原因，其运行效率较低的风机还不少。对这些风机进行改造，提高其运行效率，仍是我国电站风机节能的一重要途径。四、改造不合理的风机进、出口管道布置风机进、出口管道布置不合理不仅会增加风（烟）系统

8、阻力，增加风机耗电，而且会直接影响风机的性能。特别是风机进口管道布置不合理，会破坏风机进口气流的均匀性，使风机出力和效率显著降低。如我国某电厂在年安装的一台机组的动叶调节轴流送风机，就因进口管道布置十分不合理造成风机进口气流不均，使得风机实际产生压力仅为设计值的%， 实际风量相差%，不能满足机组带负荷需要。后来在风机进口弯头的三个侧面各开面积为2的孔后（总面积为m2，开孔位置见图1），风机出力得到显著提高，已能满足机组带负荷要求，风机效率也提高了%。图1 一不合理的轴流风机入口管道布置风机进、出口管道布置不合理还可能因造成的气流涡流和压力脉动直接影响风机结构的可靠性。如1990年我国某电厂送风

9、机叶轮多次失效和飞车事故，就是因进出口管道布置造成风机内气流压力脉动达3724Pa，且脉动频率为叶轮前盘自振频率的1/2和1/10，使前盘动应力达26.6MPa ，造成前盘从应力集中或材料有缺陷处产生疲劳开裂并发展，最终导致失效和飞车(前盘裂纹的断口分析和实测数据表明，该型风机前盘是在200MPa左右的平均应力和11.2MPa-26.6MPa交变应力的联合作用下，材质产生疲劳而裂纹的)，造成机组停运或降出力运行(后通过加厚叶轮前、后盘的材料厚度，改变叶轮自振频率，避开了气流脉动频率，前盘动应力降至6.8MPa后，风机才达到长期安全运行)。因此对不合理进、出口管道布置进行改造，也是电站风机节能的

10、又一途径。五、提高电站风机运行的安全可靠性电站风机的可靠性直接关系到发电机组的安全经济性。如果风机的可靠性不高，即故障率高，则会造成发电机组非计划停运或非计划降低出力运行，直接损失发电量和降低机组运行经济性。如2004年我国200MW以上机组引风机平均每台年等效非计划停运小时为2.97，造成直接少发电量达4.77亿千瓦时以上。因此，提高风机可靠性，降低其非计划停运率，无疑是电站风机节能的另一重要节能途径。六 对风烟系统进行优化调整对风烟系统进行优化调整，特别是锅炉启停和低负荷下的优化调整，以减少节流损失，提高风机实际运行效率，也是电站风机节能不可忽视的途径。第三节 电站风机节能技术一、合理选择

11、与锅炉风(烟)系统相匹配的风机要选好电站风机，一是要合理的确定风机选型设计参数，二是要合理选择风机的型式和型号大小。1、合理的确定风机选型设计参数 风机选型设计参数是否合理是风机运行经济性好坏的首要关键，选大了则会使风机运行不到高效区内，造成高效风机低效运行的后果。甚至可能导致离心风机及其进出口管道的剧烈振动和轴流风机失速(喘振)等不安全现象发生，威胁机组的安全经济运行。选小了又会造成不能满足机组满发的需要。我国电站风机的选型参数均是按锅炉最大连续蒸发量所需的风(烟)量和风(烟)系统计算阻力加上一定的富裕量确定的。其中锅炉本体的风(烟)量和风(烟)系统阻力由锅炉厂提供，辅机设备的出力、阻力、漏

12、风等由制造厂提供，锅炉岛内的风、烟管道由设计院设计，最终选型设计参数由设计院提出。因此，作为业主单位必须深入了解锅炉和辅助设备制造厂提供参数的依据，是否留有裕量及其大小(特别是空气预热器一、二次风的漏风率、制粉系统的出力及阻力)；设计院的管道设计是否合理和风(烟)量及阻力计算时是否已留有裕量；最后总的裕量是否合适等。要合理确定风机选型设计参数，必需提供正确完整的原始数据和合理选择风量和风压裕量。1）风机选型必须的原始数据(1)当地气象条件大气压力干、湿空气温度空气相对湿度湿空气标准密度 (2) 锅炉热力计算和空气动力计算结果(包括各典型工况) (3)锅炉各典型工况下风机参数锅炉各典型工况包括：

13、选型工况(TB)；BMCR工况；发电机组满发(经济运行)工况；50%BMCR附近工况；不投油最低稳燃工况；锅炉点火啟动工况。各典型工况下的风机参数包括：风(烟)量；风(烟)系统总阻力(即风机压力，以往称全压)；风机入口侧系统总阻力(即风机入口全压)；介质温度；介质标准密度(介质为空气时为当地湿空气标准密度；介质为烟气时为风机入口湿烟气标淮密度)；这里要特别强调的是，提供风机的选型参数不能只有一个设计工况点参数，必须有上述工况参数才能更合理的选用到满意的电站风机。如果只有TB和BMCR两工况点的参数就选择风机，往往造成选出的风机不能满足低负荷工况的需要。甚至造成轴流风机失速（喘振），或离心风机工

14、作在气流高脉动区，给风机安全稳定运行带来隐患。(4) 机组在不同负荷下的年运行的小时数。2) 合理选取风量和风压裕量风机选型设计参数(TB工况参数)是在锅炉最大连续出力(BMCR)工况所需风(烟)量及系统总阻力的基础上再加一定富裕量确定的。 (1) 基本风烟量 一次风机、二次风机和引风机的基本风量按DL 5000-2000火力发电厂设计技术规程确定。（2）风量风压裕量建议如下。 一次风机：风机风量裕量宜选取20%25%，另加温度裕量，可按“夏季通风室外计算温度”来确定；风机压力裕量宜为20%(CFB锅炉一次风机可扩大到25%)。 送风机：当采用三分仓或管箱式空气预热器时，送风机风量裕量宜为5%

15、10%，另加温度裕量，可按“夏季通风室外计算温度”来确定；风机压力裕量宜为10%20%。引风机：烟气量裕量宜选取10%，另加15的温度裕量；风机压力裕量宜为20%。对于新开发出的首台机组(如第一台1000MW机组，第一台600MWCFB机组)，由于设备制造厂及设计院均无实践经验，提供的原始数据误差可能大些，为稳妥起见，允许风机裕量适当增大些，待第一批投产后根据实际运行情况及时进行调整。3) 选型设计参数的确定(1)风量每台风机的风量按上述选取的裕量计算出每台锅炉的总风量除以每台锅炉选配的台数并做适当圆整确定。(2)压力风机压力(即风机所在管网系统的总阻力)按上述选取的裕量计算并适当圆整确定。但

16、在规范书中(向制造厂提供的参数)应分别提供风机进口侧和出口侧的总阻力，或提供进口侧的总阻力(而不是静压力)和风机压力。(3)风机入口介质温度风机入口介质温度由当地气象条件和锅炉热力计算及管道散热等计算出。(4)风机入口介质密度风机入口介质密度按当地气象条件和介质(湿空气、湿烟气、)的标准密度及风机入口介质温度和静压力计算。这由选型设计工程师进行，业主(电厂或设计院)只提气象条件及介质温度和标准密度。因为风机入口静压与风机入口动压(即风机入口面积)有关，而风机未选出型号前不能确定该动压大小。(5) 风机转速风机转速通常由风机选型设计工程师选定。一般情况下，一次风机宜选取4极电机(1485r/mi

17、n)；送风机宜选用4极或6级电机(1485r/min或980r/min)；引风机的转速宜选用6极以下电机(即最高980r/min)2、合理选择风机的型式和型号大小1）可用做电站风机的型式与结构（1）电站风机型式 电站风机的型式主要有离心式和轴流式两大类，此外，有的CFB锅炉的高压流化风机和烟气脱硫系统的氧化风机选用罗茨鼓风机。罗茨鼓风机属容积式风机中的回转式风机。离心式和轴流式风机又可分为以下型式： 前向式；后向式；径向式 离心式 单吸悬臂式；单吸双支撑；双吸双支撑 机翼形叶片；圆弧形单板叶片；直板叶片 动叶调节轴流式：单级动调；双级动调 轴流式 子午加速(混流)式 (有、无KSE) 静叶调节

18、轴流式 普通轴流式：单级、双级（2）电站风机的典型结构 电站离心式风机的典型结构如图2所示，有单吸悬臂式、单吸双支撑和双吸双支撑三种结构。电站轴流式风机的典型结构如图3所示，有单、双级动叶调节，单、双级静叶调节和子午加速轴流式等结构。图2 离心风机结构示意图图3 轴流式风机结构示意图2)电站风机典型性能曲线(参见图4)图4 电站风机典型性能曲线3）风机型式选择原则风机型式选择原则上应按比转速确定(即先按TB工况参数计算出所需风机的比转速，然后选取比转速最接近的风机型式)。风机比转速ns的定义式为： 式中： n风机转速，r/min；qv风机入口容积流量，m3/s； pF风机压力，Pa； 1风机入

19、口气体密度，kg/m3； kp气体压缩修正系数。 式中：p1风机入口绝对压力k一气体绝热指数(对于空气k=1.4) 若风机进口气体密度为1.2kg/m3的标准进气状态时，比转速的公式为： 上述比转速的定义是指单级、单吸入时的比转速。对双吸离心式风机，比转速公式写成： 对双级轴流和双级离心式风机，比转速公式写成： 不同类型的大型电站风机比转速的范围大致如下：离心风机：ns=1880静调子午加速轴流式风机：ns=80120静调标准轴流和动调轴流式风机：ns=100200循环流化床的高压流化风机的比转速一般在10以下，己属鼓风机范畴。宜选用多级离心式风机，或高速单级离心式风机。对于小容量循环流化床锅

20、炉可采用罗茨鼓风机。比转速介于可选离心式和轴流式、子午加速和标准轴流式之间的，则根据现场安装条件、机组负荷率及选用调节方式综合比较确定。4) 选择风机型号大小为选择到合适的风机型式和型号，首先要有风机所在系统的阻力特性，即发电机组在各种负荷工况及可能的异常工况(如上节所列)下运行时该系统的流量和阻力。其次要了解机组的负荷特性(即负荷率)。选型时，首先按TB工况参数选取风机型式和型号大小，然后将系统阻力特性(换算到所要选择的风机特性曲线相同的状态)画到所选的风机性能特性曲线图上(参见图5)，观察所要选的风机是否能满足安全稳定运行的需要。即阻力线要完全落在风机稳定区域内且失速裕度足夠。在满足安全运

21、行需要后，再按机组不同负荷下的参数查出风机效率，并据各负荷下的运转时间计算出耗电量进行比较，选择年耗电量最小的风机型号。但在确定风机型式(离心、动调轴流、静调轴流)时，还要考虑风机设备费、年维护费、基础费、占地大小及运行可靠性等进行技术经济比较后再最终确定。图5某电厂风机选型结果和实际运行工况点按TB工况参数选取风机型式和型号大小的方法如下：(1) 根据TB工况参数计算风机比转速ns；(2) 由ns值查相应风机的无因次特性曲线，得出风机的流量系数、压力系数和风机效率；对于离心式风机，直接从无因次特性曲线查出(参见图6)。图6 离心风机无因次特性曲线对于轴流式风机按下式计算，在设计ns值下查得不

22、同流量系数值对应的压力系数值，然后，在轴流式风机无因次特性曲线图上绘制出该比转速的-曲线(参见图7)；此曲线应通过所选轴流式风机无因次特性曲线的最高效率区，否则所选型式不合理，应更换风机型式。风机设计工作点在这条曲线上选取，选取原则是：在满足TB工况前提下，风机经常运工况的效率最高，还必须满足DL/T 468-2004电站风机选型和使用导则7.1.2条关于失速裕度的规定。以免风机在投运后，因实际风量可能的减小或管网阻力可能的增加（偏离设计值）而落入失速区域内运行。同时还要考虑到当和值大时叶轮直径和周速将减小的情况。失速裕度可用设计工作点到该开度下（动叶调节风机为动叶角度，静叶调节风机为调节导叶

23、角度）失速工况点或最大压力点的安全系数K来表示，K按下式求出：式中： , 分别为工作点的流量系数和压力系数。 k ,k 分别为失速工况点的流量系数和压力系数。对于电站风机，建议选取k1.35(经实践DL/T468标准中规定的k1.3偏小)。图7 轴流风机无因次特性曲线(3) 由下二式计算风机直径D2并沿整；此二式计算结果应相等或很接近，否则就是计算错误或查曲线错误，或者无因次曲线本身有误。应查明原因予以排除。3 计算风机轴功率和效率风机直径及相应风量、风压确定后，风机轴功率和效率分别按下二式求得。其中，效率值应与空气动力学图中查得的效率值相等，如果相差较大，说明有误。应查明原因予以排除。 4

24、确定风机各部分几何尺寸风机直径确定后，风机各部分几何尺寸L按风机空气动力学图中的比例l按下式计算得出。式中： 一风机各部分尺寸，；l一所选风机空气动力学图中对应部分的尺寸数值。5 系统效应对风机直径的修正若风机进、出口条件不能满足设计要求，则会带来系统效应损失。此时，应按DL/T 468查出系统效应损失，并将其加入风机设计压头进行选型计算，从而获得新的风机直径，并向增大方向沿整。二合理选用先进的调节方式1 现有电站风机调节方式初步比较风机最好的调节方式为无级变转速调节，其次是动调轴流和双速(电机)静叶调节轴流式风机(若低速运行可满足机组ECR工况需要)，以下依次是双速离心式风机(低速运行可满足

25、机组ECR工况需要)、单速的静叶调节轴流式风机、入口导叶调节离心风机、采用进风箱进口百叶窗式挡板调节离心式风机、节流门调节的排粉风机最差。无级变转速调节在我国电厂中成功应用的主要有：调速型液力耦合器和变频器。2 风机调节方式选取原则风机调节方式选取的原则显然是：在滿足安全可靠条件下，长期运行的经济性最好。可用技术经济比较方法与相关标准进行计算评定。对于选用离心式的高压一次风机（如CFB锅炉的一、二次风机），若裕量较大，建议采用变频调速。选用离心式的引风机，亦宜选用变频调速。但考虑到其功率较大，变频器价格较高，若机组低负荷运行时间较短，则选择调速型液力耦合器调速更现实些。如选用静叶调节亦或双级动

26、叶调节轴流式引风机，则可不用变速调节。还有一种被忽略的调节方式，那就是风机运行台数调节。如大型锅炉(300MW及以上容量)的引风机，可配置34台，这样在机组启动时可采用单台风机运行，随着负荷的升高逐渐投入其余风机。在正常运行中，也根据负荷需要停运相应风机台数。使每台运行的风机调节门开度均尽可能大，以提高各风机实际运行效率，节约厂用电。当然配置风机台数多，烟道布置要复杂些，初投资可能大些，但对负荷率不高的机组，配置多台风机的长期运行经济性更好。在已投运的风机上加装变转速装置，更要注意风机与管网系统是否匹配的问题。如果风机与管网系统匹配不好，即系统阻力特性线未通过风机的高效区，机组满负荷运行或风机

27、全速运行调节机构 (如有) 全开时，风机运行效率就不高。那么既使采用变速调节，风机运行效率也还是低的。对此，必须首先对风机进行改造，然后再选配变速调节设备。确定是否需采用变速调节的方法是：首先通过试验确定系统的阻力线，然后将现有风机的性能曲线转换为转速调节的性能曲线，并将系统的阻力特性线绘在其中，若此阻力线在最高效率区，则可认为改变转速调节的同时不必进行风机改造。否则需进行风机改造。但是否改用变转速调节，还需根据机组负荷率情况进行仔细的经济比较。避免节电不省钱的状况发生(参见第4节实例3)。还有就是，在已投运的风机上加装变转速装置，要注意防止在某些转速下运行时，发生风机某构件、风烟道共振和轴系

28、扭振的发生。三、改造低效运行风机技术上世纪九十年代前，电站风机改造主要是推广高效风机。西安热工研究院在总结国内电厂风机改造的经验教训之后，提出了风机改造的新思路。即注重发挥改造的整体效益，而不是片面追求风机本身的最高效率。将改造低效运行风机与提高运行效率和提高风机本身运行可靠性结合起来；将降低风机运行电耗同尽量节省改造费用结合起来；在进行风机本身改造的同时，充分考虑管路系统特性及运行方式等，使节能改造效果更显著。风机改造的步骤和主要方法是：1、改前试验一通过改前风机运行性能试验，得出系统阻力特性；评价风机与管网系统的匹配情况和风机进、出口管道布置的合理性；确定合理的风机设计参数；以及在风机改造

29、的同时有无必要改造系统中的其它设备和管道。2、确定风机改造范围一根据改前试验结果，首先看有否通过改变电机极对数(即电机转速)而不进行风机改造的可能(换算后的风机性能和电机功率能否满足要求)，因为电机变转速改造的成本一般比风机改造低些；进行风机选型设计时，要尽可能利用原风机设备部件(如电机、基础、传动组)，机壳尽量少改或不改，减少改造工作量和成本。3、 进行结构设计一采用先进的有限元法对叶轮整体应力进行计算，合理选用材料及其厚度；对引风机及排粉机应采取有效的防磨措施；对大型离心式风机优先采用双吸双支撑结构风机，并采用棘形(锯齿刑)中盘，以减轻叶轮重量、减轻磨损、降低启动力矩和电机容量的起动备用量

30、；对采用入口轴向叶片调节的大型离心风机，在其后的集流噐中加装中心涡消旋器，以避免调节门在30%左右开度时，风机及进、出口管道剧烈振动。最终达到提高风机运行稳定性和可靠性的目的。4、选择合适的调节方式一经技术经济分析，选择调节效率和可靠性高的调节装置。5、 改造不合理的进、出口管道布置一在改造风机的同时，改造不合理的风机进、出口管道布置。或在不合理的弯道处加装导流叶片。以改善风机工作条件、降低系统阻力，从而达到多节电的目的。6、严把制造安装质量。7、重视风机启动调试，特别要注意需并联运行风机在各种可能并列工况下的并车情况，防止抢风现象发生。并制定风机合理的运行操作方式。四、改造不合理的管道布置风

31、机进、出口管道布置不合理，不仅直接影响风机的性能，还影响风机结构的可靠性。改造风机进、出口管道布置应遵循的主要原则是：1、风机进口管道布置应尽量保证气流均匀地进入叶轮和充满叶轮进口截面。风机进口管道以平直管段为最佳，一般要求进口直管段长度不小于2.5倍管路当量直径；其横截面积不大于风机进口面积的112.5%，也不小于风机进口面积的92.5%。且变径管的斜度控制在：收敛管15，扩散管7。图8图14示出了推荐和避免采用的进口管道布置。a 进口敞开或等直径管进口 b 均匀布置导流叶片，进口无旋涡 c 风管进口损失小图8 推荐使用的通风机进口风管 a 受阻的变径管 b 无导流叶片，当气流与叶轮旋转一致

32、吋降低风量和风压；当旋转相反时，增加所需功率 c进口损失大 图9 避免使用的通风机进口风管a 最好的连接 b 进口流量稍有限制的连接 c 尽可能避免的变形连接图10 通风机进口和小风筒的连接a 进口损失较少 b 进口损失较大图11 通风机进口和较大空气室的连接W一个叶轮直径图12 双吸入风机两侧应有的距离a 气流分布均匀的进口装置，进口损失较小 b气流分布不均匀的进口装置，进口损失较大图13 双吸入风机进口装置a进口弯头内有导叶，使气流分布均匀，流量与动力消耗正常b进口气流方向集中，因而产生旋涡，以致降低流量，同时多消耗动力图14有两个弯头的通风机进口2、风机出口管道应尽量有35倍管径的直管段

33、。当安装位置受到限制，风机出口没有足够的直管道就要转弯时，应采用图15所示的顺向弯头，而不可采用图16所示的逆向弯头。图15和16分别示出了推荐使用和避免使用的风机出口管道布置方式。 a 顺向弯头无导流叶片(较好) b顺向弯头有导流叶片(好) c转向弯头有导流叶片(较好) d渐扩管(好)图15 推荐使用的风机出口连接方式a 逆向弯头(不好) b转向弯头无导流叶片(不好) c突然扩大(不好) d突然扩大(不好)图16 避免使用的风机出口连接方式3、由于离心风机出口气流是有方向的，一般采用如图17所示的单侧变径管。变径管的长度按变径角度决定，一般不大于15图17 离心通风机出口变径管形式4、风机出

34、口布置调节风门时，其位置应距离风机出口至少一个叶轮直径以上。且应注意风门的安装方向。图18和19分别示出了推荐和避免采用的风机出口布置调节门方法。 图18推荐采用的风机出口调节风门安装方法 图19 避免使用的风机出口调节风门安装方法5、在任何情况下，风机出口与任何分流和支管之间应有一段直管段。否则将会存在不均匀气流，压力损失和气流分布可能与设计大相径庭。图20示出了支管离风机太近时的气流分布情况。图20 支管离风机太近时的气流分布情况五、提高电站风机运行的安全可靠性随着火力发电机组容量的迅速大型化，电站风机事故趋多，尤其是大型电站风机故障较频繁，造成的损失很大，且故障原因复杂，远不仅仅是通常人

35、们认为的制造质量问题。如相同的风机在某电厂能安全运行，而在另一电厂则发生损坏，甚至在一台锅炉上的两台同一厂家生产、同型号、同用途的风机，一台能安全运行，而另一台则频繁出事故。热工研究院为弄清我国电站风机可靠性的现状，于上世纪90年代间，对我国69个装有200及以上容量机组的电厂的160台锅炉送、引风机所发生的各种故障进行了实地调查研究，并总结了热工院多年来从事电站风机应用研究、大量风机设计和改造工程、故障诊断的实践经验，以及典型事故分析得出：为提高我国大型电站风机运行的可靠性，必须从风机的设计、制造、选用、安装、运行维护以及进、出口管道布置诸多环节采取措施才能凑效。下面仅从使用维护方面介绍几点

36、应特别引起重视的问题。1、风机运行人员应全面了解所使用风机的各种特性，严格按照风机运行规程操作；检修人员应遵从风机使用说明书及检修规程进行维修保养。2、风机安装试运转正常后，应进行风机性能和实际系统阻力特性试验，以确定风机在实际系统中的性能和各实际运行工况点在风机实际性能曲线中的位置，判断该风机是否选择恰当、在运行中是否有危险，以及在运行中如何避开可能有危险的运行工况。3、如有条件，最好在上述试验的同时测量风机气流的脉动情况（包括脉动幅值、频率及其随运行工况的变化），并设法避免风机在高脉动区及危险频率下长期运行。4、轴流式风机应避免所有可能的运行工况点落入失速区（不稳定工况区）内运行，离心式风

37、机应避免调节门开度在%以下长期运行。5、对装有失速保护装置的轴流风机，在正式投运前应对失速保护装置进行试验校正。在风机正式投入运行后，还应定期进行校正和试验，保证其有效和动作准确。6、在正式投运前应对并联运行的风机进行并车试验（包括在运行中可能遇到的各种并车工况和方式），以确定并车条件和操作方式，避免“抢风”现象的发生。7、风机的运行参数，如风量、风压、电流及调节门开度应在控制室内有仪表正确显示，以便运行人员随时了解风机的实际工况点位置，避免在不希望的工况下运行。8、对于采用变速调节的风机，必须避开可能造成传输频率与叶轮构件（特别是叶片）、进出口管道的自振频率相等的转速下运行。9、对轴流式风机

38、特别是双级动叶或静叶调节的轴流式风机，因为其在调节叶片位置不变时，其压力特性曲线很陡，稳定运行(不失速)的流量变化范围很小。而风机失速不仅与压力裕量有关，也与风量的裕量有关。因此在运行中要及时缓慢地随着负荷的变化进行调节，避免对系统流量进行瞬时大的改变而不操作风机调节器。如配备双级动叶调节轴流一次风机的直吹式制粉系统，在起停磨和跳磨时应尽量保持磨煤机入口一次风母管压力不变。当磨煤机故障跳磨时，若立即关断磨煤机出口快关门而不减小一次风机动叶角度，则因流量瞬时下降太大，可能导致一台一次风机失速。图21为某电厂一次风机性能曲线及实际运行区域，从图上可见，虽然风机出力过大，但正常运行时，其失速裕度足够

39、，经计算，失速安全系数在2以上(标准要求1.3)，可是在运行中曾发生多次失速，主要是在起停磨和跳磨时发生失速。图21 某电厂一次风机性能曲线及实际运行区域从图21可见，风机动叶开度为33.2%时，其失速流量为32.24m3/s。当锅炉制粉系统在4台磨运行时，一次风机的总风量约为84 m3/s，两台一次风机的平均流量约为42m3/s，风机的运行流量与失速流量的偏差仅有9.76m3/s。当停一台磨时，一次风机的风量相当于减小了1/4总风量，即每台一次风机的平均流量减小10.5 m3/s，此时每台一次风机的平均流量为31.51m3/s，小于风机的失速流量32.24m3/s，必将导致一台风机失速。如正

40、常运行时一次风机不失速，只是遇跳磨时一次风机才失速，则建议如下三种操作方式供参考。一是在自动系统中做一联动，当磨煤机故障跳磨时，在自动关闭磨煤机出口关断门的同时，联动将一次风机入口调节门关小一定值，如5%（应试验确定此值），然后再据运行需要精心调整；二是在跳磨后先不联动关磨出口门，而是先关小热风门、开大冷风门，同时关小一次风机入口调节门，保持一次风母管压力不变。最后才关断磨出口门；三是跳磨后延时数秒关断磨出口门，先关一次风机入口调节门。10、定期对调节系统进行检查（包括行程范围、灵活性、准确性：各调节叶片动作一致性及其实际开度与指示仪表的一致性等）。六 对风烟系统进行优化调整节约风机耗电通过对

41、风烟系统包括系统中的设备和风机进行优化调整，以降低风机厂用电率，以往有所忽视。实际上通过精心调整，其长期运行的节电量也很可观。现提出以下几方面供参考。1、在满足锅炉正常运行条件下，尽可能开大系统中各种风门的开度，减小风门的节流损失；这当中值得一试的是送风系统中的各二次风门开度，一次风系统中冷热风门的开度。2、起停炉及低负荷时采用单风机运行；3、运行人员要密切观注风烟系统阻力变化情况，及时对阻力增加较多的设备(主要是空气预热器、暖风器、脱硫系统的烟气加热器（GGH）、除雾器等易积灰堵塞的设备)进行吹灰或清洗，以减小系统阻力；4、采用变速调节的风机，应在变速调节和风机入口调节门间进行优化配合试验，

42、找出最省电的优化调整操作方式。因为变速装置均有自身的损失，且此损失随着调节深度而增加，而入口调节门在开度较大时（如80%以上）的节流损失较小。它们中间必然存在最优的运行开度方式。第四节 电站风机节能改造实例一、离心式一次风机节能综合改造1、改前状况及试验结果某电厂350MW机组锅炉配有三套双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，两台一次风机选用G9-36-124D型离心式风机。该一次风机设计规范示于表1，性能曲线示于图22。自机组投运以来，该厂两炉四台一次风机一直存在着在运行操作中易发生喘振现象、风机出口管道振动大、噪音高和电耗大等问题，曾经进行过更换叶轮改造，但未能成功。为此，该电厂委托西安热工研

43、究院负责对该一次风机进行改造。表1 一次风机设计规范名称项目单位TB点MCR一次风机型式/G9-36-124D数量台2风机直径mm2400风机转速r/min990进口流量m3/h287892179640风机静压升Pa1438611066进口温度4020进口密度kg/m31.1211.197风机效率%8265风机轴功率kW1439880制造厂/沈阳鼓风机厂电动机型号/YFKK6306容量kW1600电压V6000电流A182.5转数r/min994数量台2制造厂/兰州电机集团有限公司; 图22 G9-36-124D一次风机性能曲线 2、改前试验结果热工院对两台一次风机进行了热态运行试验。试验结果

44、见图22。从图22可见，风机实际运行在小开度、小流量低效率区域，与实际的一次风系统极不匹配，这是由于风机选型参数富裕量过大和风机选型不当造成，有必要对风机进行改造。测得的风机出口管道最大振动部位在紧接冷风联络管后，2风机大于1风机。其振动速度在18mm/s32mm/s之间，振动较大。其振动主频率为41Hz50Hz之间，约为风机转速频率16.5Hz的2.5倍。测得的风机平均噪声是随风机（即机组）负荷增加而增大的，符合风机产生噪声的规律。当机组负荷从180MW增加到350MW时，1风机的噪声从96.3dB（A）增加到98.6dB（A），2风机的噪声从96.2dB（A）增加到98.0dB（A）。3、

45、风机选型参数的确定1) 风量计算：从试验结果得出，当锅炉负荷为1089t/h，主、再蒸汽及给水参数基本达到设计值，锅炉运行烟气平均含氧量为3.75%（t=1.217）的情况下，两台风机从大气吸入的总风量为97.33m3/s（350388 m3/h），其对应的大气平均温度为230C，空气平均密度为1.16kg/m3。据此仅需对锅炉负荷(额定负荷为1156t/h)进行如下修正：1156/108997.33=103.318m3/s则每台一次风机入口滞止容积流量为：51.659 m3/s=185972 m3/h。2) 压头计算据试验所得：当两台一次风机入口平均风量为48.665 m3/s时，两台风机的平均压力为12169Pa(此时风机入口平均密度为1.16kg/m3)；当两台一次风机入口平均风量为46.34 m3/s时，两台风机的平均全压为11709Pa。其风压随风量的0.7871次方关系变化。则在所选一次风机风量51.659m3/h下，风机全压应为：（51.659/48.665）0.