摘要： 通過對國華神木公司引送風機設(shè)計、運行工況的數(shù)據(jù)分析，得出引送風機電耗大，效率低的問題，論證了引送風機節(jié)電降損的幾種改造方案及其可行性，并針對國華神木公司具體情況進行分析，提出了引送風機改造的可行性建議方案。

關(guān)鍵詞： 引送風機 節(jié)電 降損

0 引言

國華神木發(fā)電有限公司裝機2×100MW，2000年正式投運以來，通過不斷治理，機組安全可靠性已穩(wěn)步提高，隨之“節(jié)電降損”這一運行經(jīng)濟性方面的提升措施也開始啟動。眾所周知，在發(fā)電廠中最可行最有效的節(jié)電措施就是降低廠用電，而發(fā)電廠輔機的經(jīng)濟運行，又直接關(guān)系到廠用電率的高低。

通過對運行資料進行統(tǒng)計分析，該公司廠用電率為9%左右，相對較高。資料顯示，現(xiàn)代電站鍋爐，風機的耗電約占發(fā)電機組廠用電的25%～30%，而該公司僅鍋爐送吸排三大風機就占廠用電率40% 以上，所以具有巨大的節(jié)電潛力。據(jù)估算，僅提高引送風機運行效率的節(jié)能潛力可達1000 kW以上，可降低廠用電的6%～7%;

為了適應(yīng)機組進一步降低廠用電率的需要，該公司組織進行了2號爐的引送風機的熱態(tài)試驗，以掌握該鍋爐所配套的引送風機及其管路中的運行參數(shù)，作為經(jīng)濟性評價和改進的依據(jù)，現(xiàn)將試驗的設(shè)備狀況，測試結(jié)果分析和建議改造方案介紹如下。

1設(shè)備狀況

1.1設(shè)計參數(shù)

機組每臺鍋爐配置引送風機各兩臺。

1.1.1引風機參數(shù)

型號：Y4-2×73-NO.25F;全壓：3.9kPa;額定轉(zhuǎn)速：730r/min; 額定流量：461210m3/h;進口尺寸：3250mm×1500mm; 出口尺寸：2250mm×1625mm。配電動機型號：YFD560-897.9A;額定轉(zhuǎn)速：750r/min;額定功率：800kW;額定電壓：6000V。

1.1.2送風機參數(shù)

型號：G4-73-N22F;全壓：6.08kPa;額定轉(zhuǎn)速：960r/min;額定流量：302400m3/h;進口尺寸：2860mm×1320mm;出口尺寸：1980mm×1430mm。配電動機型號：YFD500-692.3A;額定轉(zhuǎn)速：990r/min;額定功率：800kW;額定電壓：6000V。

滿負荷時風機設(shè)計參數(shù)見表1。

1.2運行情況

1.2.1額定負荷實際運行(目前運行方式)

額定負荷下實際運行時測得的引送風機參數(shù)見表2。

1.3測試情況

1.3.1額定負荷實際需求(目前運行方式)

根據(jù)目前運行方式對額定負荷下進行測試計算得到的引送風機所需的功率如表3。

1.3.2引送風機節(jié)能潛力

根據(jù)表2、表3可計算得到引送風機的節(jié)能潛力如表4。

2測試結(jié)果分析

通過以上設(shè)計、運行及測試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，目前引送風機均運行在設(shè)計高效工況點以外，表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1) 鍋爐排煙溫度偏離風機設(shè)計溫度35℃左右;

(2) 引送風機設(shè)計點遠離實際運行工況點，造成入口調(diào)節(jié)擋板節(jié)流損失過大。

節(jié)電潛力可從以下方面考慮：

(1) 通過試驗，可以看出引送風機目前條件下單臺風機可以帶70%負荷以上。隨著風機可靠性的不斷提高，鍋爐低負荷穩(wěn)燃技術(shù)的不斷進步，大型鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負荷已可以降至30%BMCR，從節(jié)電的觀點看，單臺風機現(xiàn)在一般都按50%負荷設(shè)計。

(2) 管道阻力低于同類型100MW機組的管道阻力，其主要原因是煙風道按200MW機組配套且采用的是電除塵器而非水膜除塵器。

(3) 煙囪高度高，自拔力大，可以減少引風機出力。

(4) 煙道漏風小，引風機前氧量僅為3.8%，其主要原因是采用了管式空氣預(yù)熱器。

(5) 通過改造引送風機提高其運行全壓和效率，將因擋板節(jié)流而浪費的耗功降至最低。

(6) 通過現(xiàn)場試驗及重新設(shè)計計算，初步確定引送風機的合理參數(shù)如表5。

3節(jié)電降損方案分析

3.1送風機改造方案

按設(shè)計煤種計算出送風風量裕度=1.1,權(quán)衡后風量按設(shè)計煤種取理論計算值為72.6kg/s (217800m3/h)。

額定負荷時送風管阻為 3407Pa,則折算后管阻為3877 Pa(已考慮溫度及大氣壓的影響)，風壓余量取為1.16，則設(shè)計管阻4500 Pa;

從測試的結(jié)果看，二次風壓大(2800 Pa左右)，完全可以降下來，根據(jù)經(jīng)驗可降至1500 Pa左右，至于二次風壓降低對爐內(nèi)燃燒造成的影響，這只是燃燒調(diào)整問題。從這個角度看，風壓還可以再降低。壓頭裕度大于1.16。

送風機改造方案可確定為更換風機或變頻改造，方案實施后電機耗電約360kW。

方案一：更換與機組匹配的送風機，可以選小一號的G4-73-N0.20F型送風機，其額定參數(shù)如表6。

方案一的節(jié)電效益：

節(jié)電系數(shù)　　0.7

省耗功率　　120kW

實際耗功　　400kW

風機年運行小時數(shù)　7000h

年節(jié)電　　588MWh

電價　　0.302元/kWh

效益　　17.76萬元

送風機本體設(shè)備購置費用約15萬元，電機購置費用約15萬元，安裝材料及其它綜合費用約10萬元，兩年即可收回投資費用。

方案二——變頻改造其節(jié)電效益

變頻器設(shè)備購置費用約130萬元(進口180萬元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬元，變頻前電機、開關(guān)更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費用。

3.2引風機改造方案

3.2.1方案之一：更換低轉(zhuǎn)速電機

該方案實施后,在測試條件下，電機轉(zhuǎn)速580r/min左右時即可滿足需要，電機耗功低于338kW，投資少，見效快，節(jié)電效果明顯，安全裕量小。

隨著機組老化，漏風率增加，煤質(zhì)變差等因素的出現(xiàn)，可能發(fā)生出力不足現(xiàn)象。

本方案除電機需改造外，其它部件均不改動，原電機基礎(chǔ)無需改動，可以根據(jù)現(xiàn)有風機情況，制作配套電機。單臺電機成本大約在15萬人民幣。

實施方案要求：

空氣預(yù)熱器、電除塵等漏風率要嚴格控制在目前水平;額定負荷時引風機前氧量不高于5; 確保電機轉(zhuǎn)速不低于580r/min、功率500kW,選購高效安全可靠與引風機匹配的的電機。

節(jié)電效益

節(jié)電系數(shù)　　0.6

省耗功率　　136kW

實際耗功　　360kW

風機年運行小時數(shù)7000h

年節(jié)電　　　1320MWh

電價　　0.302元/kWh

效益　　39.86萬元

電機成本

單速　　15萬元

雙速　　30萬元

可見，不到半年就可收回成本。

3.2.2方案之二：更換為雙速電機

將現(xiàn)有的引風機更換為雙速電機(580 r/min和740r/min)。

本方案除電機需改造外，其它部件均不改動，原電機基礎(chǔ)無需改動，可以根據(jù)現(xiàn)有風機情況，制作配套電機。單臺雙速電機成本大約在30萬人民幣。

增加一檔轉(zhuǎn)速，是考慮到空氣預(yù)熱器、電除塵等漏風惡化和單臺風機帶70%負荷能力等因素。

本方案投資少，見效快，節(jié)電效果明顯，安全裕量大，不到1年即可收回投資費用。

3.2.3方案之三：變頻改造

從發(fā)展趨勢看，變頻調(diào)節(jié)方式為最佳調(diào)節(jié)方式。變頻調(diào)節(jié)在國外已廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)也逐漸推廣。國內(nèi)410t/h鍋爐風機應(yīng)用變頻技術(shù)的電廠有花園發(fā)電廠、四川華鎣山發(fā)電廠、佳木斯熱電廠、四川高壩發(fā)電廠、山東龍口發(fā)電廠等，從使用效果看，都令人滿意。在年度負載曲線和燃料費用正確配合的情況下，4～7年即可收回投資費用，各項目的投資回收年數(shù)主要取決于燃料成本、年/日負荷曲線、是否采用滑壓運行、風機的運行性能、機組煙風系統(tǒng)漏風情況等。

根據(jù)試驗結(jié)果合理選取變頻器功率，也可以進一步降低改造成本。

本方案的優(yōu)點：安裝簡便、見效快、節(jié)電效果顯著、安全裕量大;調(diào)速范圍廣、調(diào)整特性曲線平滑，可以實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的調(diào)速，可以獲得其它調(diào)速方式無法比擬的節(jié)能效果。 

變頻器設(shè)備購置費用約130萬元(進口約180萬元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬元。變頻前電機、開關(guān)更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費用。

3.3鍋爐節(jié)電降損的其他有效手段

對可能影響風機經(jīng)濟運行的不利因素進行全方位抑制和優(yōu)化，如改善鍋爐的燃燒狀況，降低飛灰和大渣可燃物;降低空氣預(yù)熱器漏風，進行煙風道查漏;鍋爐參數(shù)壓紅線運行，制粉系統(tǒng)優(yōu)化，降低二次風壓，減少二次風門的阻力;將不必要的阻力元件拆除，對管阻比重大但可以阻力降低的元件進行改造等等，都是節(jié)電降損的有效手段。

4結(jié)論

通過上面對引送風機節(jié)電改造方案的分析，結(jié)合公司目前調(diào)峰幅度小，機組全年運行達8000 h的實際情況，我們認為宜采取更換風機和電機的方案。此方案具有投資少、工期短、不影響原來的運行方式的優(yōu)點。

如實施改造時網(wǎng)上負荷供大于求，運行情況變?yōu)闄C組負荷調(diào)節(jié)頻繁，長期低負荷運行時，可采用變頻調(diào)速方案。但應(yīng)注意的問題有：

(1) 低壓變頻調(diào)速，應(yīng)用已很廣泛、很成熟且效果非常顯著。而高壓變頻調(diào)速在發(fā)電廠大容量風機上的使用相對較少，在電廠運行的隱患和問題有沒有充分暴露?我們認為有待考驗。

(2) 改造時使用國產(chǎn)高壓變頻器還是進口變頻器?現(xiàn)在高壓變頻器的原理又有幾種，到底哪一種可靠性最高，最適合本電廠?需要慎重研究和抉擇。

(3) 現(xiàn)國產(chǎn)6kV電機綜合保護在抗干擾方面本來就相對薄弱，而高壓變頻器要產(chǎn)生一定的諧波是必然的，對6kV廠用保護和廠用計量到底能產(chǎn)生多大影響，會不會導(dǎo)致保護誤動和計量偏差過大需要澄清。

總之，隨著電力行業(yè)改革的不斷深化，廠網(wǎng)分家、競價上網(wǎng)等政策的逐步實施，我們認為重視并加強節(jié)電降損工作，積極引進、推廣先進技術(shù)，應(yīng)用先進工藝設(shè)備，不斷加大技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造的力度，降低廠用電率，從而降低發(fā)電成本提高上網(wǎng)電價競爭力，必將成為各發(fā)電廠所努力追求的目標。

參考文獻

[1]吳民強.泵與風機節(jié)能技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社.

[2]車長源.鍋爐風機節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國電力出版社.