【干货】大型CFB机组一次风机选型分析与运行优化-北极星火力发电网

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循环流化床(CFB)锅炉技术是近30年发展起来的，目前实现商业化运营比较成熟且向大型化发展的高效清洁燃烧技术，具有污染物排放量低、燃料适应范围广、燃烧效率高、调峰能力强、灰渣综合利用率高等优点，在我国低热值煤发电以及综合利用上得到迅速的发展和广泛的应用。自2006年我国首台引进型300MW CFB 锅炉机组投入运行后，数十台国产化300MW等级CFB锅炉机组也相继投运，表明我国大型CFB锅炉机组在设计和运行上技术日趋成熟，但CFB机组在实际运行中仍存在一次风机选型裕量偏大、运行经济性较差等问题，这不仅降低了风机的运行效率，并且给机组的安全运行也带来了隐患。目前，我国正在建设350MW及以上等级超临界循环流化床锅炉机组，为了降低一次风机设备投入、提高机组运行经济性和安全性，应对一次风机选型参数及运行方式进行分析和优化，同时可为大型CFB机组一次风机的选型及运行优化提供一定的参考。

1 风机选型参数分析

1.1 常规风机选型裕量

由于CFB锅炉机组的一次风机风量较大、风压较高、风机比转速较低，需采用离心式风机才能满足机组的运行需要。一次风机主要提供床料流化以及燃烧初期着火用风。CFB锅炉炉内的气固流动及燃烧特性，决定了其与同容量的煤粉锅炉相比，一次风机耗电量更大，机组厂用电率更高。

为了保证机组的安全经济稳定运行，需合理选择一次风机参数。选型参数偏大，不仅会使风机长期偏离高效区运行，而且会降低风机运行的安全性;风机选型参数偏小则不能满足机组负荷变化的需要。

图1为2005年4台开工建设的300MW等级CFB锅炉一次风机选型裕量。由表中数据可以看出，4台锅炉一次风机风量裕量都相差不多，大致在 22%左右;而风压裕量差别较大，风压裕量在 25%～47.5%范围内，其中引进型锅炉一次风机风压裕量较小，另外 3 台国产一次风机风压裕量较大，这是由于国内锅炉制造厂家均为首次制造 300MW CFB够的床料锅炉，为了保证一次风机在负荷变化时能够提供足用风，风压裕量选取较为保守。

图2为2010年后部分已投运的300MW等级CFB锅炉机组一次风机选型裕量。由表中数据可知，3台锅炉一次机的风量裕量都相差不多，大致在 22%左右。由于F和G电厂把入炉前的空预器出口风量作一次风机选型的BMCR工况参数，而E电厂将空预器前的风量作为一次风机选型的BMCR工况参数(包含了空预器设计漏风量),E电厂风量裕量是电厂F和电厂G的 1.15～1.17倍，但3台锅炉一次风压裕量都比较大，在 36.6%～47.5%范围内.以上数据表明，已投CFB锅炉一次风机的风量及风压裕量仍比较，这对风机的经济安全运行会产生较大影响。

1.2 风机选型原则

根据《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)，风机基本风量应按照设计煤种计算，包括锅炉在BMCR工况下所需一次风量、空预器运行一年后一次风侧的漏风量; 风机基本风压按照设计煤种计算，包括锅炉在 BMCR工况下一次风机设备和管道的各项阻力。按照上述规范，风机选型应先计算风机在设计煤种 BMCR 工况下的流量和压头，再乘上裕量系数，得到风机TB点出力，再按TB点选择风机。

综合CFB锅炉一次风机选型经验，在考虑煤质变化等因素对风机参数影响的前提下，一次风机的流量裕量可取20%，则风机TB点流量为

式中， QTB为风机在TB工况下的设计风量;QBMCR为BMCR工况下一次风机所需风量。根据风机相似定律，压头与流量平方呈正比，当一次风机的流量裕量取20%时，风机的压头裕量取44%，则TB点压头为

式中，PTB为风机在TB工况下的设计压头;∑Pi为 BMCR工况下一次风流经各设备的阻力之和，主要包括冷热风管道阻力、空气预热器阻力、风室及布风板阻力、风帽阻力、挡板阻力、床层阻力。

CFB锅炉设计过程中，管道阻力系数为定值，且阻力只受流体动压头影响，这部分设备阻力应随流量二次方关系增加，而占一次风系统阻力超过 50%床层阻力，在设计上是一个定值，其只与设计床层厚度有关。因此，在确定床层阻力时，选取较为合理的定值即可，并不需要再增加床压选型裕量。通过分析表明，不考虑床层阻力的选型裕量，一次风机阻力选型裕量可降至22%左右。

原标题：大型CFB机组一次风机选型分析与运行优化

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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