前言
目前我国正在大力开拓海外的电力建设市场,主要集中在东南亚、东欧及非洲等地区。由于各国经济发展水平不同,制定的标准也不尽相同,从而在对锅炉一次风机、送风机、引风机三大风机选型时也会出现不同的结果。本文通过对国内外火电项目风机选型不同标准的比较,分析并计算了锅炉三大风机的性能参数,并提出了优化选型的建议,为涉外火电项目的投标及设计工作提供参考。
1、国内外电站风机选型规范的比较
我国电站风机设计选型的依据是GB50660一2011《大中型火力发电厂设计规范》,而国外项目往往根据所在国的技术标准或设计习惯。以印度项目为例,风机选型依据《STANDARD,IEcH—NICAL SPECIFICA7Ⅱ0N FOR MAIN PLANT PACKAGE 0FSUB—CRmCAL THERMAL POWER PRO皿CT 2X (500MW 0RABOVE)》标准进行计算。
表l 中、印设计规程对风机选型的不同要求
由上表可以看出,印度规程要求的风量、风压裕量都较大,都高于中国规程。我国制定的风机选型标准是基于国内主辅机厂家的制造水平和电厂实际运行水平确定的,但印度规程不考虑主辅机设备的制造水平和实际运行条件,直接给出了限定值。如果用印度规程选择风机,选型值势必会远远高于按国标选择的风机。在一些国外工程的技术招标文件中,甚至有三大风机均要在校核煤种下,满足2x60%BMcR工况选型的要求(对应单侧运行),这与我国风机按照设计煤种下,按2x50%BMcR+选型裕量的要求更是相去甚远。
2、不同设计规程下风机选型值
某2x660Mw超临界工程,锅炉基本参数:BMCR(对应汽机Vw0工况)锅炉蒸发量为2008.6n,BRL(对应汽机TMCR工况)锅炉蒸发量为1890.9t/ll。设计煤种和校核煤种如下:收到基碳份(car,设计煤质40.66%,校核煤质37.85%);收到基氢份(Har,设计煤质2.8%,校核煤质2.63%);收到基氧份(0ar,设计煤质7.42%,校核煤质5.43%);收到基氮份(Nar,设计煤质0.82%,校核煤质o.74%);收到基硫份(st,ar,设计煤质0.3%,校核煤质0.35%);干燥无灰基挥发份(vdaf,设计煤质44.23%,校核煤质56.38%);收到基灰份(Aar,设计煤质36%,校核煤质39%);收到基水份(Mar,设计煤质12%,校核煤质14%);可磨性系数(HGI,设计煤质55,校核煤质50);收到基高位发热量(Q孕,ar,设计煤质3900 kcal/kg,校核煤质3700kca弧g)。主辅机均采用中国设备,以此工程为例计算不同设计规程下三大风机的选型值。
该工程采用中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统,每台锅炉配8台中速磨,分别配2台一次风机、送风机和引风机,三大风机均为动叶可调轴流式。
前言
目前我国正在大力开拓海外的电力建设市场,主要集中在东南亚、东欧及非洲等地区。由于各国经济发展水平不同,制定的标准也不尽相同,从而在对锅炉一次风机、送风机、引风机三大风机选型时也会出现不同的结果。本文通过对国内外火电项目风机选型不同标准的比较,分析并计算了锅炉三大风机的性能参数,并提出了优化选型的建议,为涉外火电项目的投标及设计工作提供参考。
1、国内外电站风机选型规范的比较
我国电站风机设计选型的依据是GB50660一2011《大中型火力发电厂设计规范》,而国外项目往往根据所在国的技术标准或设计习惯。以印度项目为例,风机选型依据《STANDARD,IEcH—NICAL SPECIFICA7Ⅱ0N FOR MAIN PLANT PACKAGE 0FSUB—CRmCAL THERMAL POWER PRO皿CT 2X (500MW 0RABOVE)》标准进行计算。
表l 中、印设计规程对风机选型的不同要求
由上表可以看出,印度规程要求的风量、风压裕量都较大,都高于中国规程。我国制定的风机选型标准是基于国内主辅机厂家的制造水平和电厂实际运行水平确定的,但印度规程不考虑主辅机设备的制造水平和实际运行条件,直接给出了限定值。如果用印度规程选择风机,选型值势必会远远高于按国标选择的风机。在一些国外工程的技术招标文件中,甚至有三大风机均要在校核煤种下,满足2x60%BMcR工况选型的要求(对应单侧运行),这与我国风机按照设计煤种下,按2x50%BMcR+选型裕量的要求更是相去甚远。
2、不同设计规程下风机选型值
某2x660Mw超临界工程,锅炉基本参数:BMCR(对应汽机Vw0工况)锅炉蒸发量为2008.6n,BRL(对应汽机TMCR工况)锅炉蒸发量为1890.9t/ll。设计煤种和校核煤种如下:收到基碳份(car,设计煤质40.66%,校核煤质37.85%);收到基氢份(Har,设计煤质2.8%,校核煤质2.63%);收到基氧份(0ar,设计煤质7.42%,校核煤质5.43%);收到基氮份(Nar,设计煤质0.82%,校核煤质o.74%);收到基硫份(st,ar,设计煤质0.3%,校核煤质0.35%);干燥无灰基挥发份(vdaf,设计煤质44.23%,校核煤质56.38%);收到基灰份(Aar,设计煤质36%,校核煤质39%);收到基水份(Mar,设计煤质12%,校核煤质14%);可磨性系数(HGI,设计煤质55,校核煤质50);收到基高位发热量(Q孕,ar,设计煤质3900 kcal/kg,校核煤质3700kca弧g)。主辅机均采用中国设备,以此工程为例计算不同设计规程下三大风机的选型值。
该工程采用中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统,每台锅炉配8台中速磨,分别配2台一次风机、送风机和引风机,三大风机均为动叶可调轴流式。
该工程除尘器漏风率厂家保证值为1%,除尘器压降为250Pa,空预器出口漏风率厂家保证值为8%。BMcR工况在锅炉燃煤量、总风量均相同的情况下,由于空预器和烟道的漏风率选取不同,中印两国规程下引风机人口烟气量明显不同,压降基本相同。60%BMCR工况下,风机进口烟风量和风机全压均为最大。结合表1标准,列出不同规程下风机的选型值。对于60%BMcR工况的风机,选型值不加风量、风压裕量,仅考虑温度裕量,选型结果如下:
上表计算风机轴功率及电动机功率时,压缩系数:一次风机取0.95,送风机取O.98,引风机取0.97;BMCR工况风机效率取86%;按60%BMcR工况选取风机的效率取84%;.IB点风机效率取83.5%;按60%BMCR工况选取风机11B点效率为82%,传动效率为0.98,电机裕量系数取1.05。
由上表可见,用中印两国的规程,在风机选型点(TB点)下,一次风机参数基本相同,送风机和引风机参数相差很大,导致电动机功率相差也很大;BMCR工况下三大风机参数基本相同,所以轴功率基本相同。由于仅计算了l台60%BMcR风机单侧运行的情况,由上表可见,BMCR工况下,其三大风机轴功率比按2x50%BMCR原则选取的风机高的多。
3、风机选型裕量过大的弊端
风机通常是根据TB点来设计的,而正常运行时风机的流量远小于设计流量,因此需要调节风门来控制风量,故在风门上产生了很大的节流损失。当然,在低流量时,总的耗电量还是低于高流量时的耗电量,只是消耗在挡板上的能量增加了。以印度规程为例,过高的选型裕量无法避免“大马拉小车”的问题,结果就是TB点与风机实际运行点(TMcR工况)相差非常大,甚至会导致设计煤种的运行点非常靠近失速线,风机会出现运行不稳定,振动大的现象。如果严格按照此规程选型,无法保证11B点、BMcR点TMcR点同时落在高效区范围内。如果保证TB点的效率高,那么TMCR点的效率就偏低,而涉外工程厂用电的考核工况恰恰就是TMCR工况。在此工况下,风机的效率较低,相应的轴功率较高。
此外,如按印度规程选取引风机,电机功率4900kw比设计煤种BMcR轴功率2586kw高出近一倍,电机负载率较低,导致电机效率较低,相应电机的损耗必然增加,不仅增加了设备的投资,而且还会造成电能浪费。
结论及建议
涉外火电工程中要求的风机流量及和压头的裕量往往比中国规程要大,使得风机型号及电机型号选取偏大,风机运行工作点远远低于选型点,不仅设备初始投资大,还导致极大的电能消耗。因此建议在涉外工程的合同履行及设计投标过程中,应与业主或投标方充分沟通,以使风机选型与设备的实际运行情况相近,不宜留有过大的裕量,这样不仅能满足电厂经济运行的要求,而且符合世界能源利用领域中节能环保和可持续发展的原则。
(审核编辑: 小王子)