近年来．我国火电机组大多设置了烟气脱硫装置，越来越多的火电机组设置了烟气脱硝装置，合理选择烟气系统引风机的配置尤为重要。天津北疆发电厂2x1000MW机组引风机与脱硫增压风机合并，采用了双级动叶可调轴流风机．通过对风机选型和对烟气系统影响的分析和总结．可为合理配置引风机提供多样化的选择。
1、项目概况
天津北疆发电厂一期工程建设2x1000MW超超临界抽汽凝汽式机组，同步建设烟气脱硫装置，预留烟气脱硝空间。机炉电三大设备均由上海电站集团公司供货。锅炉采用上海锅炉厂引进美国Alstom（原CE）技术生产制造的超超临界“n”型炉．BMCR（锅炉最大连续蒸发量）为3102t/h。
该项目已于2006年6月签订锅炉合同，2006年12月签订引风机合同．2007年7月签订脱硫合同，截至2009年8月初，该项目已分部试运基本完成，正在进行锅炉吹管的工作。
2、双级动叶可调三合一引风机选型情况
2.1 双级、单级动叶可调轴流风机型式的确定
北疆工程引风机经招标确定选用的动叶可调轴流风机。引风机与增压风机分别设置时引风机参数见表1。
从表1可看出，北疆工程引风机的参数特点是压力参数较高、流量参数也较大．考虑预留设置SCR（选择性催化还原法）烟气脱硝装置的因素后．上海鼓风机厂有限公司及其技术支持方（德国TLT公司）选取了2个风机方案．方案1采用SAF40-18-2型双级动叶可调轴流风机．方案2采用SAF42.5 -26.6-1型单级风机，推荐采用双级动叶可调风机方案。2种风机转速均为745 r/min．液压缸型号均为400/125．其他主要参数对比见表2。
表2数据表明，针对北疆工程，在条件相同的风机参数下，双级风机的直径、叶顶圆周速度、转子重量、风机总重、风机转动惯量数值都比单级风机小。单级风机叶顶圆周速度为164.5 m/s．基本接近德国TLT公司的设计极限．同时根据TLT公司的初步计算，双级风机最大应力为68 N/mm2．单级风机最大应力为83 N/mmz，因此从叶片可靠性上来讲．双级风机应力较低，可靠性相对较高。通过技术对比，北疆工程最终确定采用双级动叶可调风机。
2.2引风机合并脱硫增压风机
当确定采用双级动叶可调引风机后．北疆工程进一步考虑了引风机与脱硫增压风机合并的方案，合并后引风机在锅炉BMCR工况下压头8 193 Pa，TB点压头10 667 Pa。
通过进一步的技术探讨和论证：对于压头较高的引风机，特别是考虑脱硫、脱硝系统阻力的“三合一”引风机，采用双级动叶可调风机是可行的。北疆工程最终采用了锅炉引风机和脱硫增压风机合并的“三合一”双级动叶可调轴流式引风机，配用国产电机。北疆电厂“三合一”引风机的主要参数见表3。
3、双级动叶可调轴流引风机情况
3.1 烟气系统使用双级动叶可调风机的业绩
在国内600 MW及以上的大型机组中．大同电厂三期工程2x660 MW机组采用了双级动叶可调引风机、脱硫增压风机的合并方案，目前已通过机组调试阶段。在欧、美等发达国家，环保政策严格，很多电厂脱硫系统不设旁路烟道，采用引风机和脱硫增压风机合并的方案，自20世纪70年代起已有几十台双级动叶可调风机的供货业绩。
3.2风机结构特点
与单级风机相比，双级风机叶片本身可靠性相对较高，且耐磨性能较好。相同条件下，虽然双级引风机总的叶片数量较多，但总的叶片调整力与单级相当，因此可采用相同的液压调整装置。双级风机的轴承箱两侧受力基本相等，轴承受力较均匀。
对于双级动叶可调风机，需注意二级叶片的同步性。双级风机的二级叶轮通过推杆和推盘进行串联，推杆安装在主轴承箱空心轴内，需在安装和检修时通过调整垫片进行二级叶片同步性的调整。
3.3空气动力性能
双级风机虽然总的叶片数量相对较多．但叶片相对轮毂较长、叶顶圆周速度相对较低，且双级风机扩压器产生的扩压损失只需计算一个扩压损失。因此一般来说双级风机的效率高于单级风机。
3.4对投资的影响
相同条件下双级风机与单级风机相比．轮毂较小，风机总重量较小，风机总体价格相对较低。采用“三合一”风机时．价格优势更加明显．北疆工程估算仅风机本身即可节省1 000万元以上。
另外，“三合一”引风机还可节省脱硫系统占地和土建费用。
4、合并风机对烟气系统的影响
4.1炉膛设计瞬态负压及防内爆保护
北疆I程中在选择是否取消脱硫增压风机时，其最关心的是锅炉炉膛防内爆的问题。主要原因是现行国内的规程规定如DUT435-2004《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》、DUT 5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》，均要求当引风机选型点的能为超过-8 700 Pa时．炉膛设计瞬态负压都应考虑予以增加。国内上述标准与其所参考的美国国家防火协会NFPA85标准有相当的差距．国内已有文献对此进行探讨，并建议最终定值应根据设计优化方案与制造厂商取得共识。
北疆工程锅炉技术协议中炉膛防内爆压力为9 800 Pa．高于8 700 Pa．但引风机选型点压头10 667 Pa．折算到环境温度下为14 825 Pa，远高于9 800 Pa。通过与电厂、锅炉厂、相关研究院所等单位的专家进行探讨．认为没有必要提高炉膛瞬态压力承受值，而是依靠完善保护控制措施，保证锅炉安全。
根据NFPA85标准规定．炉膛设计瞬态负压按引风机在环境温度下的TB点能力取用，并且不要求负压绝对值大于8700 Pa。
风机及进、出口挡板门控制遵循NFPA85标准设计。风机启、停、运行与炉膛压力控制保护有完善措施，以避免出现炉膛瞬态负压值超限。
(1)控制设计保证在所有运行工况下，确保从送风机入口到烟囱有一个通畅的气流通道。当系统设计不允许使用全开空气通道时．风机运行时其最小空气通道断面不小于吹扫空气流量的要求断面。
(2)无论什么原因，在最后一台风机停运后，其调节挡板要经过一段时间延迟或受到控制再开启，以避免由于风机惰走使炉膛瞬态（正、负）压力超限。
(3)当一台送风机事故跳闸，另一台送风机仍正常运行时，必须联锁相对应的引风机跳闸．与跳闸送、引风机有关的挡板也必须关闭：如果是最后运行的一台送风机跳闸时．引风机应保持被控制的运行状态，相应送风机挡板保持开启。
(4)完善的锅炉压力保护措施。根据NFPA85锅炉防爆要求，依据锅炉制造厂提供的炉膛内压允许值，设有炉膛内正、负压力报警、停炉MFI’（主燃料跳闸保护）。在MFT动作后（风机运行）、主燃料点火前．当炉膛内压超过制造厂给定值（高于启动MFT值）后，引风机跳闸。北疆工程设计充分考虑了锅炉炉膛压力保护，设有炉膛压力报警、停炉、跳闸风机三段完善保护和控制。
4.2锅炉运行安全性
北疆工程脱硫系统仍设有旁路烟遭。在切投脱硫系统时，烟气系统阻力有所变化。受其影响，锅炉负压也会产生一些波动。无论是否设有增压风机，切投脱硫系统都会对炉膛负压带来一些影响。当取消增压风机时更需注意协调烟气旁路挡板开启速度和引风机的调节速度。北疆工程目前已完成了设计工作．烟气旁路挡板门采用了3组结构，分组开启，开启时间与引风机调节速度相协调．使炉膛压力的波动在可控范围内。
4.3运行经济性
双级风机的总体运行效率较高．而且“三合一”引风机还减少了一个风机的扩压段损失，烟气侧风机总体效率的提高更加明显，运行成本相对较低，但当脱硫系统切除后，风机压头降低，与设有增压风机的系统相比．此时引风机运行效率相对较低．电耗较大，当脱硫系统切除时间较长时，将影响整体经济性。
5、结语
通过对国内外双级动叶可调风机发展的了解以及取消增压风机对烟气系统影响的探讨，可以看出．1000 MW机组取消脱硫增压风机．采用双级动叶可调轴流式引风机在技术、系统的安全运行、设备配套上都是可行的，并且还可节省投资、节约占地、简化系统、减少电耗、降低运行成本。
随着我国环保政策的日益严格和脱硫系统可用率的提高，脱硫系统的投入率将越来越高．采用这种引风机配置方案将成为很好的选择。
