一种适用于小型火电机组单配置引风机系统设计方法与流程

本发明属于火力发电，具体涉及一种适用于小型火电机组单配置引风机系统设计方法。

背景技术：

1、现阶段中、小型火电机组离心式引风机和静调增压风机合并改造，往往采取拆除原离心式引风机及静调增压风机，将原离心式引风机更换为更大叶轮直径的离心风机。改造完成后，原静调增压风机可以拆除，两台离心风机出力可以满足烟气系统及脱硫系统的阻力需求。

2、然而，采用两台更大尺寸的离心风机进行改造，改造完成后存在以下问题：(1)风机运行整体效率未得到提升，整体节能效果不明显；(2)引风机叶轮直径增大，转动惯量增加较多，风机启动过程中对整个厂区电网冲击大，带来较高的运行安全隐患。

3、如给每台风机配备高压变频器调速装置，则1)高压变频器价格高，需新建变频器室，整体改造投入大；2)变频器对现场环境要求较高，日常维护量及检修费明显增加。为此，需要开发新的小型火电机组单配置轴流引风机系统设计及控制系统及逻辑保护系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对中、小型机组的单配置动调轴流引风机运行可靠性的问题，提供了一种适用于小型火电机组单配置引风机系统设计方法，开发了完全适应单配置轴流引风机系统要求的控制系统及逻辑保护系统。本发明的单配置轴流引风机系统包括进口烟道系统(1)，单配置轴流风机(2)和出口烟道系统(3)。

2、本发明采用如下技术方案来实现的：

3、一种适用于小型火电机组单配置引风机系统设计方法，该方法基于的单配置轴流引风机系统包括进口烟道系统(1)，单配置轴流风机(2)和出口烟道系统(3)；

4、该方法包括：

5、首先，根据风机现场测试结果，借助计算流体力学分析方法，给出单配置轴流引风机系统选型参数以及引风机系统管道的最佳设计直径，进而确定引风机设备以及系统布置；然后，基于引风机设备以及系统配置情况，给出完全适应单配置轴流引风机系统要求的控制系统及逻辑保护系统。

6、本发明进一步的改进在于，该方法的具体实现步骤如下：

7、1)根据风机现场测试结果，借助计算流体力学分析方法，给出单配置轴流引风机系统选型参数以及引风机系统管道的最佳设计尺寸，进而确定单配置轴流风机(2)以及进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的布置；

8、2)基于步骤1)得到的单配置轴流风机(2)以及进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的布置方案，给出完全适应单配置轴流引风机系统要求的控制系统及逻辑保护系统设置方法。

9、本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法如下：

10、(1)对轴流风机开展m个典型工况下的现场性能试验，试验工况数m≥3个，且包括机组常规运行的最低负荷及最高负荷工况，获取整个宽负荷调节范围内风机第i个测试工况运行点集合{(qi,pi)}，i＝1,2,3,…,m，并基于风机运行点集合，采用最小二乘法拟合得到管网系统阻力曲线p＝f(q)；

11、(2)基于风机第i个测试工况运行点集合{(qi,pi)}，对数据进行换算，得到单配置轴流风机的运行点集合{(q’i,p’i)}，并借助计算流体力学分析方法，获取单配置轴流引风机系统进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最佳设计直径，进而确定进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最优管道布置方案；

12、(3)基于风机第i个测试工况运行点集合{(qi,pi)}，进行选型设计，得到单配置轴流风机(2)的选型参数以及设备型号。

13、本发明进一步的改进在于，步骤1)中(2)的具体实现方法如下：

14、①基于风机第i个测试工况运行点集合{(qi,pi)}，对数据进行换算，得到单配置轴流风机的运行点集合{(q’i,p’i)}，具体方法为：q’i＝2×qi，p’i＝pi，i＝1,2,3,…,m；

15、②单配置轴流风机的运行点集合{(q’i,p’i)}，并借助计算流体力学分析方法，获取单配置轴流引风机系统进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最佳设计尺寸，进而进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最优管道布置方案；其中，进口烟道系统(1)烟道为矩形烟道布置，出口烟道系统(3)烟道为圆形烟道布置，在最大流量q’max计算工况，进口烟道系统(1)的内部数值仿真平均流速v1和出口烟道系统(3)的内部数值仿真平均流速v3满足：v1≤13m/s，v3≤12m/s；基于流速条件确定进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最佳设计尺寸，进而确定进口烟道系统(1)和出口烟道系统(3)的最优管道布置方案。

16、本发明进一步的改进在于，步骤1)中(3)的具体实现方法如下：

17、基于单配置轴流风机的运行点集合{(q’i,p’i)}，进行选型计算，确定单配置轴流风机(2)bmcr工况和tb工况的选型参数，基于选型参数进行选型设计，确定单配置轴流风机(2)的设备型号；其中，单配置轴流风机(2)采用动调轴流式风机，采用工频方式运行。

18、本发明进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法如下：

19、(1)系统控制方法：新系统引风机采用动叶调节，新增液压及润滑系统，以及新增io点；

20、(2)原有设备联锁及保护方法如下：

21、启动允许增加如下：

22、引风机电机油站供油口压力正常0.16mpa；

23、引风机风机油站供油口压力正常4.60mpa；

24、引风机风机油站油箱油位低；

25、引风机电机油站油箱油位低；

26、引风机风机油站润滑供油口流量低延时3s；；

27、引风机电机油站润滑供油口流量低延时3s；

28、空气通道建立：两台送风机出口风门已开；两台送风机动叶位置反馈＞90％；二次风挡板即燃烧风门全开；空预器出口二次风门挡板全开；脱硫烟气挡板已开；

29、保护停止增加如下：

30、引风机油站液压油压力低，液压油压力＜4.0mpa，启动备用泵，启动备用泵30秒后仍＜4.0mpa，闭锁动叶执行器；

31、浆液循环泵全跳且mft信号发出；

32、吸收塔入口温度高且mft信号发出。

33、本发明进一步的改进在于，步骤2)中(1)的新增io点清单如下：

34、表1风机液压润滑油站新增i/o点表

35、

36、

37、本发明进一步的改进在于，设定低于3l/min时延时3秒报警。

38、本发明进一步的改进在于，步骤2)中(2)的吸收塔入口温度＞160℃。

39、本发明至少具有如下有益的技术效果：

40、本发明提供的一种适用于小型火电机组单配置引风机系统设计方法。首先，根据风机现场测试结果，借助计算流体力学分析方法，给出单配置轴流引风机系统选型参数以及引风机系统管道的最佳设计直径，进而确定引风机设备以及系统布置。然后，基于引风机设备以及系统配置情况，给出完全适应单配置轴流引风机系统要求的控制系统及逻辑保护系统。

41、该适用于小型火电机组单配置轴流引风机系统设计方法，给出了适用于中、小型机组单配置动调轴流风机的标准改造方案，并给出了适应单配置轴流引风机系统要求的控制系统及逻辑保护系统。该发明提供了适用于小型火电机组单配置轴流引风机系统全流程设计方法，解决了单台机组运行引风机出口烟气反流的问题，研发出了离心风机系统改造为单配置轴流风机的标准进出口烟道优化改造方案，具有非常高的工程实际应用价值。