锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨

272011年06月第3期电力发电设计锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨刘鹤忠(华东电力设计院，上海200063)摘要：本文针对600MW级机组锅炉辅机双列配置引风机，单列配置空预器、送风机、一次风机方案与常规的双列配置方案，从设备造价、运行经济性、可靠性等方面进行了全面比较分析，技术和经济上是可行的。关键词：600MW级；锅炉；单列辅机。中图分类号：TM621文献标志码：B文章编号：1671-9913(2011)03-0027-07ApplicationofSingleAuxiliaryEquipmentsConfigurationBoilerto600MWUnitsLIUHe-zhong(EastChinaElectricPowerDesignInstitute,Shanghai200063,China)Abstract:ThispapermakesacomprehensivecomparisonandanalysisbetweentwoIDfans,singletrainairpreheater,FDfanandPAfanconfigurationandtheconventionaldual-trainconfigurationon600MWclassunitsfromtheequipmentcost,operatingeconomy,reliabilityandotheraspects.Thesingletrainconfigurationwhichmainlyusesdomesticequipmentistechnicallyandeconomicallyfeasible.Keywords:600MWclassunits;boiler;singletrainauxiliaryequipments.*收稿日期：2011-03-14作者简介：刘鹤忠(1962-)，男，江苏武进人，教授级高工，副总工程师。1概述锅炉辅机单列配置是指每台锅炉的空气预热器、风机采用一台全容量设备，从国外火电机组发展情况看，日本在1996年矶子电厂就已经采用锅炉主要辅机单列配置方案，而德国更是为了追求机组的昀佳性价比，一些800MW级机组给水泵采用单列配置方案，并做了大量旨在提高发电厂效率的创新优化工作，在国际上采用单列配置已经有一定的成功运行业绩，其主要辅机的可靠性均较高。从国内近几年来对投运的600MW及以上容量机组主要辅机的可用率统计数据分析，随着机组容量的提高，主要辅机的可用率是逐步提高的。但目前国内尚无600MW等级机组采用送、引、一次风机、空预器单列配置运行业绩，在2009年上半年中国国电集团公司将布连电厂2×660MW超超临界燃煤空冷机组列为主要辅机单系列配置的试点和示范工程，目前该工程正在施工中，计划2011年投运。国内目前有多个在设计的350MW机组、600MW级机组工程提出了单列配置方案。2单列配置辅机设备制造能力2.1空气预热器从目前掌握的信息看，豪顿华工程有限公司、阿尔斯通技术服务(上海)有限公司、上海锅炉厂有限公司、无锡巴克杜尔技术有电力282011年06月第3期发电设计锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨表1600MW级机组豪顿华公司的单列及双列空预器选型结构数据名称单位单列100%双列50%型号35.5VNT230032VNT23001.型式三分仓三分仓2.受热面高温段传热元件的板型HS7HS7高温段传热元件的材质低碳钢Q235高温段传热元件的面积m216460(单面)8042(单面)高温段传热元件的重量kg9384046260中温段传热元件的板型HS7HS7中温段传热元件的材质低碳钢Q235中温段传热元件的面积m254865(单面)26808(单面)中温段传热元件的重量kg274130135600低温段传热元件的板型HS8eHS8e低温段传热元件的材质脱碳钢镀搪瓷脱碳钢镀搪瓷低温段传热元件的面积m257414(单面)28053(单面)低温段传热元件的重量kg4192002064303.空气预热器参数空气预热器转子直径mm2085014790空气预热器转子高度m2.92.9空气预热器转子总重量t980503单台空气预热器金属总重量t1246653空气预热器转子转速r/min0.60.754.驱动电机空气预热器驱动电动机型式交流电机，配变频器交流电机，配变频器单台空预器驱动电动机台数台11空气预热器驱动电动机转速rpm14601460单台空气预热器驱动电动机铭牌功率kW22～3015～30空气预热器驱动减速机型式齿轮式或齿轮＋蜗轮蜗杆式伞/斜齿轮传动或者涡轮蜗杆传动空预器辅助电动马达型式交流电机配变频器交流电机配变频器单台空预器辅助电动马达台数台11辅助电动马达功率kW22～3015～30限公司、东方锅炉(集团)公司等都具备提供600MW等级锅炉单列空气预热器的能力。豪顿华公司、巴克杜尔公司和阿尔斯通公司在国外有600MW等级机组单列空预器供货业绩。豪顿华公司在内蒙某1000MW褐煤机组中空预器转子直径达到或超过了600MW等级机组单列配置空预器直径，该空预器目前已安装但还未运行。豪顿华公司在600MW级锅炉单列空预器生产和配置上没问题。经向上海锅炉厂空预器公司了解到600MW等级单列空预器相当于1200MW容量机组配用的空预器，换热元件的生产及布置问题不大，但其配套部件如减速箱、轴承规格增大、可靠性要求高，因数量少，价略高且供货周期略长。对600MW级机组，采用单列空预器可节省设备初投资约300～600万元(每台炉)。单列空预器的漏风率：5%～6%；双列空预器的漏风率：6%～8%。根据近年来对125MW及以上容量火电机组非计划停运统计数据分析，从停运设备看，非292011年06月第3期电力机专有技术；沈阳鼓风机集团有限公司产品引进丹麦Novenco公司VARIAX系列电站用动叶可调轴流风机的专有技术。对于一次风机和送风机而言，以上四个风机厂家均有设计、制造能力，并有良好的风机投运业绩，运行的可靠性较高。600MW级机组一次风机和送风机均按动叶可调轴流风机考虑。2.2.1一次风机选型(1)风机参数选择根据《火力发电厂设计技术规程》的要求，一次风机考虑了空气预热器的漏风、裕量等因素。某个600MW级机组工程按选用HP中速磨煤机，单列布置的风机各工况点初步计算参数见表2(设计煤种)：发电设计锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨表2单列布置的风机各工况点初步计算参数表3双列布置的风机各工况点初步计算参数表4风机选型初步报价按双列布置的风机各工况点初步计算参数见表3(设计煤种)。(2)风机选型初步报价序号参数TB工况B-MCR工况BRL工况40%THA工况1风机入口流量/m3/S236.3168.22165.974.72风机入口截面静压/Pa-355-273-254-1003系统总阻力/Pa15662120481190294684风机入口介质温度/℃3814.814.814.8序号参数TB工况B-MCR工况BRL工况40%THA工况1风机入口流量/m3/S118.284.1183.037.42风机入口截面静压/Pa-332-255-230-1003系统总阻力/Pa162501250012090105004风机入口介质温度/℃3814.814.814.8一台炉配一台风机参数国内引进技术制造厂国内合资制造厂电机功率6kV，4500kW6kV，4400kW风机单价(含电机)270万元261万元/(国产轮毂)主要进口范围主轴承，液压缸，电动执行器，轴承测振，喘振报警，油站主轴承，液压缸，电动执行器，喘振报警，叶片一台炉配两台风机电机功率6kV，2300kW6kV，2300kW风机单价(含电机)220万元205万元/(国产轮毂)主要进口范围同单列同单列设备差价(单列风机节省)按单台机组计170万元149万元计划停运列前几位的分别是：锅炉“四管”泄漏、汽机(电)液压调节系统故障、凝汽器泄漏、给水管道和阀门泄漏、回转式空预器故障。相对于电厂的其它辅助设备，回转式空预器的故障主要在空预器卡涩、堵塞和辅助系统故障引起的机组非计划降出力，因此当采用单列空预器时，在设备订货、制造、运行和维护等方面应该充分重视其可靠性。2.2锅炉风机目前国内主要电站风机制造厂有豪顿华工程有限公司、上海鼓风机厂、沈阳鼓风机厂、成都电力机械厂。豪顿华工程有限公司采用英国H0WDEN公司(实际上采用丹麦Novenco技术)动调风机设计和制造技术；上海鼓风机厂引进德国TLT公司的动调风机设计和制造技术；成都电力机械厂引进德国KKK公司AP系列动调风电力302011年06月第3期表5国内引进技术制造风机在机组不同负荷下的效率表6国内合资制造风机在机组不同负荷下的效率国内引进技术制造厂风机在机组不同负荷下的效率见表5。国内合资制造厂风机在机组不同负荷下的效率见表6。工况参数单列布置双列布置BRL负荷风机效率%88.587.850%负荷风机效率%～69.0～66.0工况参数单列布置双列布置BRL负荷风机效率%88.688.050%负荷风机效率%～75～71发电设计锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨(3)综合分析根据设备选型结果，发现无论是单列还是双列，参数均在合理设计范围内，风机的叶顶线速度未超出设计范围，可选用常规材料，风机的选型、设计、制造没有难度。对比满负荷工况，单列风机与双列风机的性能表现相差不多，在低负荷工况，单列风机运行效率比双列风机效率高3%～4%。对初步报价分析，单列一次风机比双列每台机组可节省150～170万元左右。2.2.2送风机选型(1)风机参数选择根据《火力发电厂设计技术规程》的要求，送风机考虑了裕量后，初步计算如下：某个600MW级机组工程按选用HP中速磨煤机，单列布置的风机各工况点初步参数见表7(设计煤种)。表7某机组单列布置的风机各工况点初步参数表8双列布置风机各工况点参数序号参数TB工况B-MCR工况BRL工况40%THA工况1风机入口流量/m3/S490.7432.5412.0211.82风机入口截面静压/Pa-410-342-283-1063系统总阻力/Pa51684306416830674风机入口介质温度/℃3814.814.814.8序号参数TB工况B-MCR工况BRL工况40%THA工况1风机入口流量/m3/S245.4216.3206.0105.92风机入口截面静压/Pa-320-265-240-1063系统总阻力/Pa55904650439027404风机入口介质温度/℃3814.814.814.8(2)风机选型初步报价表9风机选型初步报价一台炉配一台风机参数国内引进技术制造厂国内合资制造厂电机功率6kV，3150kW6kV，3100kW风机单价(含电机)245万元265万元/(国产轮毂)主要进口范围主轴承，液压缸，电动执行器，轴承测振，喘振报警，油站主轴承，液压缸，电动执行器，喘振报警，叶片一台炉配两台风机电机功率6kV，1800kW6kV，1800kW风机单价(含电机)205万元210万元/(国产轮毂)主要进口范围同单列同单列设备差价(单列风机节省)按单台机组计165万元155万元双列布置的风机各工况点参数见表8(设计煤种)。312011年06月第3期电力国内引进技术制造厂风机在机组不同负荷下的效率见表10。国内合资制造厂风机在机组不同负荷下的效率见表11。表10国内引进技术制造的风机在机组不同负荷下的效率表11国内合资制造制造的风机在机组不同负荷下的效率工况参数单列布置双列布置BRL负荷风机效率%8786.250%负荷风机效率%7571.0工况参数单列布置双列布置BRL负荷风机效率%87.787.150%负荷风机效率%7672发电设计锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨(3)综合分析根据设备选型结果，发现无论是单列还是双列，参数均在国内风机制造厂合理设计范围内，风机的叶顶线速度未超出设计范围，可选用常规材料，风机的选型、设计、制造没有难度。