左寧心 辛繼群 強小波

摘? 要：根據(jù)1913t/h鍋爐引風(fēng)機冷卻風(fēng)機的安裝特點，針對其檢修困難、易腐蝕、振動大等問題，利用引風(fēng)機入口負壓代替軸承冷卻風(fēng)機進行冷卻系統(tǒng)優(yōu)化，對優(yōu)化方案的可行性、經(jīng)濟性進行了分析。實際應(yīng)用達到了保障系統(tǒng)安全和節(jié)能的目的，是鍋爐引風(fēng)機軸承冷卻系統(tǒng)優(yōu)化和改造的成功實例。為同類機組提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐;引風(fēng)機;軸承冷卻風(fēng)機;節(jié)能

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）30-0165-02

Abstract： According to the installation state of a induced draft fan cooling fan in the 1913t/h boiler， the cooling system was improved through a replacement of the bearing cooling fan by applying the inlet negative pressure of the induced draft fan， in order to deal with the common obstacles （e.g.， maintenance difficulties， corrosion， and vibration）. The feasibility and economy of the optimal case was analyzed. The practical application of the optimal case， which improved the bearing cooling system of boiler induced draft fan and thus enhanced its performance， succeeded in satisfying the demand for system safety and energy conservation， and therefore， provided a useful reference for similar systems.

Keywords： boiler; induced draft fan; bearing cooling fan; energy saving

引言

電站引風(fēng)機軸承冷卻系統(tǒng)一般采用循環(huán)油系統(tǒng)對軸承箱和液壓控制部分內(nèi)部進行潤滑及冷卻，同時利用冷卻風(fēng)機對以上設(shè)備外部進行冷卻，同時保護軸承箱上的溫度及振動測點不被高溫?zé)煔鈸p壞或被腐蝕，并且對油管路有一定的保護作用。

冷卻風(fēng)機就地吸風(fēng)，以上海鼓風(fēng)機廠雙級動葉可調(diào)式軸流風(fēng)機為例，每臺引風(fēng)機液壓控制部分和軸承箱各配備兩臺（一備一用）4-72-11離心式風(fēng)機，對其進行冷卻。而現(xiàn)場實際冷卻風(fēng)機的性能優(yōu)劣和運行穩(wěn)定與否，直接影響風(fēng)機運行的安全性、經(jīng)濟型以及機組的運行情況。

1 概況

長安益陽發(fā)電有限公司鍋爐型號為HG1913/25.4-PM8，超臨界參數(shù)變壓運行直流爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)π型鍋爐，燃燒方式采用前后墻對沖燃燒。

風(fēng)煙系統(tǒng)采用2臺一次風(fēng)機、2臺送風(fēng)機和2臺引風(fēng)機平衡通風(fēng)。其中引風(fēng)機為上海鼓風(fēng)機廠有限公司出產(chǎn)的雙級動葉可調(diào)式軸流風(fēng)機。引風(fēng)機主要參數(shù)如表1。

引風(fēng)機位于電除塵之后，脫硫系統(tǒng)之前，所以引風(fēng)機工作介質(zhì)是含有硫分的高溫?zé)煔狻榱藢σ簤焊准拜S承箱進行冷卻，同時達到隔離引風(fēng)機中煙氣的作用，廠家分別設(shè)置了兩臺（一備一用）小型離心式風(fēng)機對液壓缸和軸承箱位置鼓入空氣，已達到上述目的。冷卻風(fēng)機將空氣從下機殼入口將空氣鼓入引風(fēng)機液壓缸及軸承箱位置，然后經(jīng)上機殼出口排出。但這種設(shè)計存在幾個問題：

（1）離心風(fēng)機易腐蝕。離心風(fēng)機一般布置在引風(fēng)機周圍， 距離較近。而引風(fēng)機本體、煙道及其聯(lián)接補償器等易出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，使得引風(fēng)機周圍存在較多的含硫煙氣。同樣，離心風(fēng)機鼓入的空氣也會將少量的煙氣帶出引風(fēng)機機殼外。而這些煙氣在常溫下易對離心風(fēng)機的葉輪及機殼產(chǎn)生嚴重的腐蝕現(xiàn)象。風(fēng)機運行一段時間后，因腐蝕嚴重需進行更換。

（2）離心風(fēng)機檢修困難，易造成檢修成本增加。小型離心風(fēng)機電機檢修時，需將葉輪進行拆卸。而風(fēng)機葉輪較薄弱，在拆卸過程中易產(chǎn)生變形或者損壞，造成無法使用，無形中增加了檢修成本。

（3）運行成本。每臺離心風(fēng)機功率為5.5kW，每臺機組利用小時按照5500h計算，每年每臺機組冷卻風(fēng)機使用電量為5.5*5500*4=121，000千瓦時。（每臺機組2臺引風(fēng)機，每臺引風(fēng)機同時有2臺離心風(fēng)機運行）

2 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化

為解決上述問題，減少維護工作量，利用引風(fēng)機入口本身的負壓，通過管道連接，將外部空氣吸入引風(fēng)機液壓缸及軸承箱內(nèi)，達到同樣的冷卻和隔離效果。

2.1 進、出口選擇

因原機殼不能進行大的變動，所以優(yōu)化后的方案應(yīng)遵循原有的進、出風(fēng)口。如果將原出風(fēng)口作為優(yōu)化后的出風(fēng)口，因原出風(fēng)口位于上機殼上，每次風(fēng)機檢修時都需要將連接管道進行拆卸，非常不方便。因此，將出風(fēng)口選擇在下機殼的原進風(fēng)口處。下機殼通常情況下不會移動，不會因平時檢修而將連接管道進行拆卸。原出風(fēng)口作為進風(fēng)口。

2.2 管道計算

根據(jù)公式：wp=0.5·ro·v2 （1）

wp為風(fēng)壓[kN/m2]，ro為空氣密度[kg/m3]，v為風(fēng)速[m/s]。

由于空氣密度（ro）和重度（r）的關(guān)系為r=ro·g，因此有 ro=r/g。在（1）中使用這一關(guān)系，得到

wp=0.5·r·v2/g （2）

假設(shè)液壓缸與軸承箱室阻力分別為ΔP1，ΔP2，ΔP1≈ΔP2，管道阻力為ΔP，引風(fēng)機入口負壓為P，則

wp=P-ΔP1-ΔP（3）

其中，P隨著機組負荷的變化而變化。

ΔP1，ΔP2可通過測得冷卻風(fēng)機的出口風(fēng)壓及冷卻風(fēng)出風(fēng)口的壓力計算得到。

ΔP為管道沿程阻力。

根據(jù)流體力學(xué)原理，空氣在橫斷面形狀不變的管道內(nèi)流動時的摩擦阻力按下式計算：

ΔP=λν2ρl/8Rs? ? ?（4）

對于圓形風(fēng)管，摩擦阻力計算公式可改寫為：

ΔP=λν2ρl/2D? ? ? （5）

圓形風(fēng)管單位長度的摩擦阻力（比摩阻）為：

Rs=λν2ρ/2D? ? ? ? （6）

最終可得wp，通過公式（2）可得管道流速v。

v是含有D的計算式，

根據(jù)公式? Q=V*F? ? ? （7）

其中：V為氣體流速;F為管道截面積;Q由冷卻風(fēng)機參數(shù)可得

F=πr2=πD2/4? ? ? ? ?（8）

通過上述公式及測定風(fēng)機內(nèi)部通道的壓損，機殼計算出連接管道的大小。

3 系統(tǒng)優(yōu)化后，風(fēng)機運行情況

此次系統(tǒng)優(yōu)化在益電#4爐A引風(fēng)機進行試點，#4爐B引風(fēng)機作為對比。經(jīng)過機組的啟停，各個負荷階段的長時間運行，對風(fēng)機軸承箱的溫度進行對比，兩臺引風(fēng)機軸承箱溫度基本相同，無明顯差別。見表2。

同時對冷卻系統(tǒng)投入前后對機組（608MW）的引風(fēng)機電流、氧量及冷卻風(fēng)機電流等進行對比。通過對比可知，冷卻系統(tǒng)的改造對機組運行參數(shù)影響很小。

4 優(yōu)化后經(jīng)濟性分析

按照每2年離心風(fēng)機更換一次，每臺風(fēng)機3000元，機組運行小時數(shù)為5500，0.23元/千瓦時的成本價計算，每臺機組每年可節(jié)約費用約為3000*8/2+5500*5.5*4*0.23=39830元。

成本費用管道及彎頭費用約500元。且2個大修期（10-12年）以上不用維護，可忽略不計。

5 結(jié)束語

通過引風(fēng)機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化，不但達到了對風(fēng)機本體的液壓缸及軸承的冷卻和隔離作用，也節(jié)約了檢修及運行成本。既保證了機組的安全運行，同時又達到了節(jié)能的效果?；诒疚脑淼脑O(shè)備系統(tǒng)已得到實際應(yīng)用。

參考文獻：

[1]彭紅文.火力發(fā)電廠600MW機組引風(fēng)機選型經(jīng)濟性分析[J].電站輔機，1998（03）：3-5.

[2]吳民強.泵與風(fēng)機節(jié)能技術(shù)[M].中國電力出版社，1998.

[3]徐奎昌.風(fēng)機手冊[M].機械工業(yè)出版社，1995.