大型CFB鍋爐配套高壓頭風(fēng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)與國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)分析

1. 前言

近五年來(lái)，先后有近百余臺(tái)國(guó)產(chǎn)410t/h-450t/h高溫高壓或440t/h超高壓再熱循環(huán)流化床（CFB）電站鍋爐被近50個(gè)發(fā)電廠訂貨。大型循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)配套輔機(jī)制造業(yè)的發(fā)展，使CFB鍋爐配套主要輔機(jī)-高壓頭風(fēng)機(jī)（回料流化高壓風(fēng)機(jī)、冷渣流化高壓風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)）逐步國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)產(chǎn)高壓風(fēng)機(jī)已成功配套于大型410t/h-460t/h循環(huán)流化床（CFB）電站鍋爐。由于循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)有大量的物料在循環(huán)，所以，送風(fēng)系統(tǒng)需要克服較大的阻力，使循環(huán)流化床鍋爐配套風(fēng)機(jī)的壓頭明顯高于同容量煤粉爐相對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)，尤其是一次風(fēng)機(jī)。因?yàn)樗纫朔t底布風(fēng)板的阻力，同時(shí)還需要提供流化物料的動(dòng)力。如440t/h循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)，壓力普遍高達(dá)24000Pa以上；高壓流化風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)）壓力普遍高達(dá)58000Pa以上。由于循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)是保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的最重要輔機(jī),所以在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，國(guó)內(nèi)公司一直把可靠性放在第一位。國(guó)內(nèi)公司詳細(xì)分析了循環(huán)流化床鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)及該工藝流程對(duì)風(fēng)機(jī)的技術(shù)要求，選擇了國(guó)外生產(chǎn)風(fēng)機(jī)具有百年歷史的公司作為技術(shù)合作伙伴，借鑒其成功的經(jīng)驗(yàn)。

2. 國(guó)內(nèi)公司研制的CFB鍋爐一次風(fēng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

2.1 高壓頭一次風(fēng)機(jī)性能隨著CFB鍋爐的發(fā)展已有相對(duì)成熟的產(chǎn)品，性能可靠，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。在大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，選擇先進(jìn)的氣動(dòng)模型級(jí)，并進(jìn)行“量體裁衣”式對(duì)口設(shè)計(jì)。以保證風(fēng)機(jī)最高壓力可達(dá)到30000Pa、最大流量可達(dá)到200000m3/h、最高風(fēng)機(jī)效率可達(dá)86%。

2.2設(shè)計(jì)合理、質(zhì)量可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)中采取了一些質(zhì)量保證可靠性措施。

⑴ 采用有限元理論，分析、計(jì)算葉輪應(yīng)力、應(yīng)變、固有頻率等。⑵ 選用高強(qiáng)度材料，保證足夠大的安全系數(shù)，防止疲勞破壞。⑶ 對(duì)軸系進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算，計(jì)算時(shí)考慮油膜剛度和底坐的剛性，保證轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。⑷ 410t/h以上循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)軸承采用滑動(dòng)軸承，提高徑向、軸向承載能力，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 在制造中采取了一些質(zhì)量保證可靠性措施

⑴ 高等級(jí)動(dòng)平衡精度。⑵ 先進(jìn)的焊接手段，如：埋弧自動(dòng)焊等。⑶ 嚴(yán)格可靠的焊縫檢驗(yàn)：X-射線（對(duì)焊縫），著色、磁粉探傷（角焊逢）。

3. 國(guó)內(nèi)公司研制的CFB鍋爐羅茨風(fēng)機(jī)（回料流化高壓風(fēng)機(jī)、冷渣流化高壓風(fēng)機(jī)）技術(shù)特點(diǎn)

3.1 研發(fā)制造技術(shù)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)公司擁有從德國(guó)、日本、意大利等國(guó)進(jìn)口的大、中型加工中心，多位加工中心，數(shù)控龍門刨、數(shù)控車削中心、樹脂砂鑄造生產(chǎn)線及測(cè)試設(shè)備；建成了國(guó)內(nèi)設(shè)備精良、手段先進(jìn)、大規(guī)模的“風(fēng)機(jī)測(cè)試中心”。產(chǎn)品可按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和引進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。引進(jìn)具有世界先進(jìn)水平的羅茨鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造專有技術(shù)，并在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上自主開發(fā)出單級(jí)高正壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)、三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)等低噪、高效的新產(chǎn)品。產(chǎn)品技術(shù)、制造水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。產(chǎn)品流量：0.42-850 m3/min , 升壓：9.8-196KPa。

 3.2 L、3R系列羅茨風(fēng)機(jī)

L、3R系列羅茨風(fēng)機(jī)是在全國(guó)風(fēng)機(jī)聯(lián)合設(shè)計(jì)制造技術(shù)基礎(chǔ)上，集國(guó)內(nèi)公司近四十年制造羅茨風(fēng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，借鑒國(guó)外技術(shù)之長(zhǎng)后改型設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種高效節(jié)能，低噪音的新型羅茨風(fēng)機(jī)，它已廣泛用于各行各業(yè)，國(guó)內(nèi)幾個(gè)公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精巧，材料優(yōu)良，制造精度高、噪音低、壽命長(zhǎng)，使用維修方便，產(chǎn)品嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)生產(chǎn)，高精度設(shè)備加工。特點(diǎn)如下：

⑴風(fēng)機(jī)葉輪型線采用新型復(fù)合型面結(jié)構(gòu)，采用世界先進(jìn)水平的高精度數(shù)控葉輪加工中心，保證良好的間隙值，內(nèi)泄漏量小，溫度低，大大提高了風(fēng)機(jī)的容積效率，達(dá)到了高效節(jié)能的效果。同時(shí)對(duì)降低噪音起到了明顯的作用。⑵高壓風(fēng)機(jī)采用水冷墻板，降低了風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣體溫度8-10℃，提高了出氣密度，增加了質(zhì)量容積，起到了一定節(jié)能效果，使軸承長(zhǎng)期在較低溫度下運(yùn)行，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。⑶風(fēng)機(jī)采用聚四氟乙烯組合式密封，密封環(huán)耐磨，密封效果良好，更換十分方便。⑷機(jī)殼、墻板等關(guān)鍵零件采用HT250高強(qiáng)度灰口鑄鐵，保證風(fēng)機(jī)的強(qiáng)度，提高了風(fēng)機(jī)的整機(jī)壽命。⑸齒輪采用40CrMo優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，齒面采用滲碳或氮化處理，表面硬變達(dá)HRC56～58，精度達(dá)5級(jí)，保證了齒輪的使用壽命。齒輪、軸承采用飛濺潤(rùn)滑，克服了潤(rùn)滑油泵因故障斷油而損壞風(fēng)機(jī)的缺陷。齒輪采用人字齒組，消除風(fēng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的軸向推力，延長(zhǎng)調(diào)心軸承的使用壽命。齒輪輪轂與軸1：50錐度配合，便于齒輪的裝配拆卸，保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性、安全性。⑹風(fēng)機(jī)采用上進(jìn)下出的進(jìn)排氣方式，克服了因進(jìn)、排氣的脈動(dòng)氣體產(chǎn)生的風(fēng)機(jī)振動(dòng)（因上進(jìn)下出的氣體產(chǎn)生的脈動(dòng)振動(dòng)的方向與地面垂直，振幅方向被機(jī)座傳至地面與重力方向一致，因此振動(dòng)被地面吸收，克服了風(fēng)機(jī)脈動(dòng)氣體造成的振動(dòng)）。