燃氣鍋爐風機選型

摘要：本文用工程實例對燃氣鍋爐機組送、引風機選型過程進行介紹。分別對設計參數輸入、燃燒計算、阻力計算等幾個關鍵步驟進行分析，對風機選擇中一些需要注意的問題作出提示。

關鍵詞：燃氣鍋爐 風機選型 燃燒計算 阻力計算

河北某煉鋼廠為實現節能減排和環保的需要，利用煉鋼、煉鐵的副產品高爐煤氣和轉爐煤氣作為燃料建設兩臺煤氣發電機組。本文對該煤氣發電機組鍋爐風機選型過程作簡單介紹。

1 工程概況與設計參數

工程裝機規模為2×25MW高溫高壓純凝式汽輪發電機組，配套建設2臺130t/h高溫高壓煤氣鍋爐，每臺鍋爐配置一臺送風機和一臺引風機，兩臺爐合用一座煙囪。

燃料消耗量

鍋爐效率按給定值計算，在鍋爐最大連續蒸發量工況下，130t/h高溫高壓煤氣鍋爐的耗氣量如下：

一臺爐每小時耗高爐煤氣氣量（Nm3/h）：70000轉爐煤氣18000。

兩臺爐每小時耗高爐煤氣氣量（Nm3/h）：140000轉爐煤氣36000。

2 風機選型

送、引風機選擇按照鍋爐在最大連續蒸發量工況下所需的送風量和排風量計算。

2.1 理論空氣量計算

鍋爐摻燒高爐煤氣和轉爐煤氣兩種燃料，兩種燃料組分不同，按照兩種燃料的體積比70000：18000，計算得出混合氣體的燃料的氣體組分如下：

燃氣燃燒所需的理論空氣量：

V0=[0.5H2+0.5CO+∑(m+)CmHn+1.5H2S-O2]

H2、CO、CmHn、H2S、O2——燃氣中各種組分的容積成分。

2.2 過剩空氣系數α選取

燃氣鍋爐爐膛出口的過量空氣系數α”取1.1。空預器進口剩余空氣系數αk可由爐膛出口過量空氣系數進行反算得出。

需要注意計算送風機送風量用空預器進口處的過量空氣系數計算。引風機通風量首先要計算出相應過量空氣系數條件下的實際煙氣量，再按照規范要求計算。

2.3 燃燒產物計算

按燃料完全燃燒產生的理論煙氣量：

三原子氣體體積：VRO2=VCO2+VSO2=0.01(CO2+CO+∑mCmHn+H2S)

理論水蒸氣體積：V0H2O =0.01（H2+H2S+∑CmHn+0.124d）+0.016V0

d——空氣的含濕量，g/m3

理論氮氣體積：V0N2=0.79V0+0.01N2；理論煙氣總體積：V0f= VRO2+V0H2O+V0N2

2.4 爐膛出口實際煙氣量

爐膛出口實際煙氣量包括理論煙氣量與完全燃燒剩余的干空氣量及這部分干空氣攜帶的水蒸氣之和Vf=V0f+1.0161(α”-1)V0。

2.5 燃燒計算結果匯總

單臺爐燃氣量：70000+18000=88000Nm3/h；單臺鍋爐空氣預熱器進口空氣量：82000Nm3/h；單臺鍋爐爐膛出口煙氣量：153000Nm3/h。

2.6 風管阻力計算

鍋爐空氣側全壓降Δhs包括燃燒器阻力、空氣預熱器阻力等，由鍋爐廠提供。

風道摩擦阻力△hm=λ*ρ**

式中λ——摩擦阻力系數金屬風、煙道取0.02；

L——管段長度，m；de——管道當量直徑，m；ρ——密度，kg/m3；ω——流速，m/s

風道局部阻力Δhf=ρ*ξ*ω2/2式中：ξ-局部阻力系數，查規范得出。

風道總阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs

2.7 煙道阻力計算中煙道摩擦阻力和局部阻力計算方法與風道相同。

煙道總阻力Δh=Δhf+△hm+Δhs+△hch+△hcc-△hsd

2.8 計算結果匯總如下

送風機送風量計算：Vff=k1*Vj**=1.2*81567* *=105063m3/h

式中：k1——流量備用系數，按規范選取；Vj——標準狀態下空預器進口風量

tlf——進入送風機的冷空氣溫度；b——當地大氣壓，kpa

送風機風壓計算：Hff=k2*△h*=1.2*3451*=4141Pa

式中：K2——風壓備用系數，按規范選取；△h——空氣側總壓降；b——當地大氣壓，kpa。

根據以上計算選用G4-73No14D送風機，風量110000m3/h，風壓4500Pa。

引風機排風量計算：Vif=k1*Vj**=1.2*158817* *=288314m3/h

式中：k1——流量備用系數，按規范選取；Vj——標準狀態下空預器進口風量

Tp——引風機銘牌溫度；b——當地大氣壓，kpa。

引風機風壓計算：Hif=k2*△h*=1.2*3382*=4058Pa

式中：K2——風壓備用系數，按規范選取；△h——煙氣側總阻力；b——當地大氣壓，kpa。

根據以上計算選用Y4-73No20D送風機，風量286000m3/h，風壓4220Pa。

3 總結

在我國燃煤機組送、引風機選型已經相當成熟，利用高爐煤氣進行發電在最近幾年才逐漸興起。本文重點對煤氣鍋爐風機選型過程中的計算部分進行介紹，有助于理清設計思路，對新參加工作的設計人員有一定的指導作用。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文