北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：隨著火力發(fā)電企業(yè)單臺機(jī)組容量的不斷增加，以及脫硫脫硝等設(shè)備成為標(biāo)準(zhǔn)配置投入運(yùn)行，鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)尺寸越來越大，加之土地資源使用的控制越來越嚴(yán)格，新建電廠場地面積逐步降低，這些因素都造成鍋爐煙風(fēng)道設(shè)計(jì)難度增加，有效降低煙風(fēng)道阻力既對鍋爐安全運(yùn)行有利，也對機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有利，是機(jī)組節(jié)能的一個(gè)重要方面。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；煙風(fēng)系統(tǒng)；土地；風(fēng)道阻力；節(jié)能

0  引言

目前我國火力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量已經(jīng)發(fā)展到1000MW以上容量，鍋爐設(shè)備、輔機(jī)設(shè)備和煙風(fēng)道尺寸和占地面積都在逐漸增加，例如：國內(nèi)某1000MW機(jī)組π型鍋爐鋼架平面尺寸為74.8（深）×68m（寬），配套單個(gè)脫硝反應(yīng)器尺寸達(dá)到13.95m（深）×17.49m（寬）×12.6m（高），電除塵器入口煙道尺寸為4.4m（深）×4.2m（寬），脫硫區(qū)域設(shè)備占地面積根據(jù)各單位燃煤含硫量等實(shí)際情況差異較大，所以，有必要總結(jié)降低煙風(fēng)道阻力的方法，節(jié)能增效。

1  概述

大容量火電機(jī)組鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)一般按平衡通風(fēng)設(shè)計(jì)?？諝忸A(yù)熱器采用容克式三分倉，分成一次風(fēng)、二次風(fēng)和煙氣系統(tǒng)三個(gè)部分。

1.1一次風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要供給磨煤機(jī)干燥燃煤和輸送煤粉所需的熱風(fēng)、磨煤機(jī)調(diào)溫風(fēng)(冷風(fēng))。一般設(shè)兩臺50%容量的動葉可調(diào)軸流式一次風(fēng)機(jī)，其進(jìn)口裝有消聲器。為使兩臺一次風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓平衡，并可以單臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行，在風(fēng)機(jī)出口設(shè)有聯(lián)絡(luò)風(fēng)道。兩臺空預(yù)器出口的熱一次風(fēng)和調(diào)溫用冷一次風(fēng)均設(shè)有母管。

1.2二次風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)供給燃燒所需的空氣。一般設(shè)有兩臺50%容量的動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)，其進(jìn)口裝有立式消聲器。為使兩臺風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓平衡，在出口風(fēng)門后設(shè)有聯(lián)絡(luò)風(fēng)管和電動隔離風(fēng)門。

1.3煙氣系統(tǒng)

該系統(tǒng)是將爐膛中的煙氣抽出，經(jīng)過尾部受熱面、脫硝裝置、空氣預(yù)熱器、電袋除塵器、高效脫硫裝置和煙囪排向大氣。引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合并。設(shè)有2臺動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，為使單臺引風(fēng)機(jī)故障時(shí)，除塵器不退出運(yùn)行，在兩臺除塵器出口煙道上設(shè)有聯(lián)絡(luò)管。正常運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)管也起平衡煙氣壓力的作用。兩臺爐合用一座雙管內(nèi)筒煙囪，在引風(fēng)機(jī)出口裝有嚴(yán)密的擋板風(fēng)門，作隔離用。為了達(dá)到煙氣有害物超低排放的目標(biāo)，各發(fā)電單位脫硫系統(tǒng)一般都不設(shè)GGH和煙氣旁路。

2  減小煙風(fēng)阻力的的技術(shù)研究

國內(nèi)大容量機(jī)組煙風(fēng)、煤粉系統(tǒng)內(nèi)典型管件的阻力系數(shù)多從規(guī)程或計(jì)算手冊中查得，但是相關(guān)規(guī)程中沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)等數(shù)據(jù)（一般通過實(shí)驗(yàn)測量）不完全適用于1000MW等級機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)中更大截面尺寸、高雷諾數(shù)下復(fù)雜流動、復(fù)雜幾何形態(tài)的管件。因此，針對大型機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)阻力及流動特性的相關(guān)研究，前期多采用數(shù)值模擬手段、通過機(jī)理研究和工程模擬確定大容量機(jī)組煙風(fēng)、煤粉系統(tǒng)的流量分配、阻力特性以及典型管件的阻力系數(shù)以指導(dǎo)設(shè)計(jì)，并結(jié)合工程實(shí)踐的相關(guān)試驗(yàn)測量數(shù)據(jù)對前期煙風(fēng)系統(tǒng)流動參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。大型火電機(jī)組減小煙風(fēng)阻力的技術(shù)手段包括以下部分內(nèi)容。

2.1合理選擇管道截面型式

大容量火電機(jī)組的煙風(fēng)道截面型式可選擇矩形或圓形。圓形煙風(fēng)道對比矩形煙風(fēng)道無內(nèi)撐桿及導(dǎo)流板，通流阻力小且流場更順暢均勻，且具有受力合理且道體穩(wěn)定性好、零部件結(jié)構(gòu)簡單且道體材料少等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在空間布置受限、大截面道體剛度較差等缺點(diǎn)。在滿足管道空間布置要求以及管道強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求的前提下，結(jié)合工程實(shí)際情況，優(yōu)先采用圓形煙風(fēng)道以降低煙風(fēng)道流動阻力。

2.2合理選擇煙風(fēng)流速

煙風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流速直接決定煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)阻力的大小。目前各工程煙風(fēng)道流速選擇主要依據(jù)《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DL/T 5121-2000)》，需綜合考慮介質(zhì)特性（積灰和磨損等特殊要求）、設(shè)備條件以及合理節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用和基建投資等因素。在滿足上述要求的前提下，煙風(fēng)流速的選擇不宜超過規(guī)程推薦流速的上限，以避免明顯加大煙風(fēng)系統(tǒng)阻力。

2.3優(yōu)化煙風(fēng)道布置

煙風(fēng)道系統(tǒng)布置在滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、系統(tǒng)及設(shè)備維護(hù)檢修便利、基建投資節(jié)約和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的前提下，應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則以減少煙風(fēng)系統(tǒng)阻力：1）縮短管線長度，減少彎頭等異形件數(shù)量，避免管線反向連續(xù)轉(zhuǎn)彎，使管線流場更順暢；2）管線布置應(yīng)避免存在“袋形”、“死角”以及局部流速偏高的管段；3）管線布置應(yīng)保證流場均勻避免流場出現(xiàn)嚴(yán)重紊亂，并聯(lián)管線流速及阻力不應(yīng)有顯著差異。

2.4優(yōu)化典型部件流場

在滿足強(qiáng)度、剛度以及振動設(shè)計(jì)要求前提下，典型部件應(yīng)根據(jù)布置條件合理選擇幾何形狀尺寸以改善流場降低局部阻力：1）彎頭優(yōu)先采用圓形緩轉(zhuǎn)彎頭，矩形急轉(zhuǎn)彎頭可考慮設(shè)葉片或?qū)Я靼逡愿纳屏鲌?，且?dǎo)流線型可采用低阻力新型流線；2）變徑管優(yōu)先采用圓變徑管，且擴(kuò)散管的擴(kuò)散角宜小于20°；3）分流（匯流）三通盡可能采用宜采用斜切過渡或圓形彎頭過渡，使三通流線與介質(zhì)分股流動方向協(xié)調(diào)避免介質(zhì)發(fā)生對沖、碰撞，同時(shí)合理設(shè)計(jì)截面保證流速均勻，以減小局部阻力損失；4）風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口組件宜采用傘型導(dǎo)流板等新型組件。