1、電站鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗淺析analysis on energy-saving and consumption reduction for boiler fans in power station摘要：針對(duì)目前電站鍋爐風(fēng)機(jī)存在進(jìn)一步節(jié)能降耗需求的情況，結(jié)合鍋爐系統(tǒng)以及風(fēng)機(jī)自身特點(diǎn)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)選型、設(shè)備維護(hù)、運(yùn)行模式和風(fēng)機(jī)改造等方面著手，提出了幾種途徑和措施。關(guān)鍵詞：電站鍋爐風(fēng)機(jī)；節(jié)能降耗；措施abstract: according to the further requirement for energy-saving and consumption reduction for boiler

2、 fans in power station at present, some effective ways and measures have been pointed out in this paper, which is based on the combination of boiler system and fans characteristics and the analysis on designing system, selecting fan, maintaining equipment, operation mode and reconstructing fan. key

3、words: boiler fans for power station; energy-saving and consumption reduction; measure0 引言節(jié)能減排作為國(guó)家一項(xiàng)重點(diǎn)工作已經(jīng)逐漸落實(shí)到社會(huì)生活的方方面面，鍋爐風(fēng)機(jī)作為電站這一能源鏈重要環(huán)節(jié)中的電能消耗大戶(hù)，在實(shí)際應(yīng)用中往往還存在功耗偏大，節(jié)能效果不盡如人意的情況，如何提高風(fēng)機(jī)功效、降低能耗一直是業(yè)內(nèi)人士不斷探索的課題。風(fēng)機(jī)在鍋爐系統(tǒng)中運(yùn)行，與其它設(shè)備、管網(wǎng)共同組成一個(gè)整體，并非獨(dú)立存在，所以研究風(fēng)機(jī)的節(jié)能措施不能單單考慮風(fēng)機(jī)本身，而應(yīng)該從系統(tǒng)整體著手，設(shè)備與系統(tǒng)之間以及設(shè)備與設(shè)備之間的“匹配”是良好運(yùn)行的首

4、要條件。下面將根據(jù)以往風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及改造中積累的部分經(jīng)驗(yàn)對(duì)電站鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗提出幾點(diǎn)看法。1 計(jì)算風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型參數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)選型參數(shù)，優(yōu)化儲(chǔ)備裕量，有利于風(fēng)機(jī)的準(zhǔn)確選型，并確保風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中高效運(yùn)行1。設(shè)計(jì)選型參數(shù)是風(fēng)機(jī)廠家選型的唯一依據(jù)，參數(shù)的準(zhǔn)確性就十分重要。風(fēng)機(jī)選型的基本要求是tb點(diǎn)作為風(fēng)機(jī)能力考核點(diǎn)，bmcr及tha作為風(fēng)機(jī)效率考核點(diǎn)，那么tb點(diǎn)bmcr之間選取合適的裕量就能保證風(fēng)機(jī)滿(mǎn)足tb點(diǎn)出力的前提下使bmcr、tha點(diǎn)處于最高效率區(qū)，同時(shí)tha越接近實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率就越有保障。根據(jù)相關(guān)部門(mén)的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，目前風(fēng)機(jī)能力與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)之間的裕量常常偏大，風(fēng)量

5、裕量從10150不等，主要集中在3050；風(fēng)壓裕量從30%140不等，主要集中在3060。裕量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在小開(kāi)度下運(yùn)行，效率低、能耗高，還會(huì)造成噪聲增高、振動(dòng)加大，甚至影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。目前設(shè)計(jì)院通常根據(jù)各設(shè)備廠家提供的性能參數(shù)和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算選型數(shù)據(jù)，隨著大機(jī)組的運(yùn)行日益成熟，設(shè)計(jì)人員對(duì)不同廠家設(shè)備性能的掌握也日漸準(zhǔn)確，同時(shí)權(quán)威部門(mén)正全面收集各大電廠的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，更新相關(guān)規(guī)范調(diào)整設(shè)計(jì)裕量，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)將更加精確。2 系統(tǒng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)1優(yōu)化系統(tǒng)氣動(dòng)設(shè)計(jì)，避免紊流，降低系統(tǒng)實(shí)際阻力。_收稿日期：2007-11-15 成都市 610041為達(dá)到風(fēng)機(jī)的最佳運(yùn)行狀態(tài)，與之相關(guān)的管道和設(shè)備布置都

6、相當(dāng)考究。進(jìn)口段的收斂角度和長(zhǎng)度，出口擴(kuò)壓段的擴(kuò)壓角度和長(zhǎng)度決定氣流進(jìn)入風(fēng)機(jī)和流向管路系統(tǒng)后的性能，良好的氣流流場(chǎng)不但可以提高系統(tǒng)效率還能降低噪聲和振動(dòng)；彎道、擋板、暖風(fēng)器、消聲器與風(fēng)機(jī)的相對(duì)位置不合理，同樣可能導(dǎo)致氣流阻塞、加重紊流，這也是加大能量消耗的一種形式，嚴(yán)重的渦流會(huì)導(dǎo)致管網(wǎng)噪聲和振動(dòng)加大，威脅設(shè)備安全。特別是老機(jī)組改造和以大代小等工程，系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往受到場(chǎng)地的制約。管路設(shè)計(jì)一旦受限就必須考慮系統(tǒng)效應(yīng)損失，這就要求設(shè)計(jì)人員與風(fēng)機(jī)制造廠家加強(qiáng)溝通聯(lián)系，盡可能合理布置管道及設(shè)備，減少損失。并考慮增設(shè)必要的導(dǎo)流板甚至破渦器，這不但是優(yōu)化系統(tǒng)氣動(dòng)性能的要求，還能保證系統(tǒng)安全可靠。3 風(fēng)機(jī)的選擇

7、選用效率高、可靠性好及總能耗低的優(yōu)秀風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。目前我國(guó)與歐洲國(guó)家相似，300mw及以上大型電站送風(fēng)機(jī)和600mw及以上的一次風(fēng)機(jī)通常采用動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)，其效率高、調(diào)節(jié)性能好也得到電廠認(rèn)可。但在一些電廠也出現(xiàn)過(guò)送、一次風(fēng)機(jī)葉片與輪轂卡澀致使調(diào)節(jié)困難或葉片開(kāi)度不一致的情況，葉片斷裂和滲漏油事故也時(shí)有發(fā)生。所以輪轂形式、葉片連接方式、控制閥結(jié)構(gòu)、密封件的布置等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和選擇也非常重要。同樣由于動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)較復(fù)雜，密封要求較高，就要求運(yùn)行人員精心維護(hù)保養(yǎng)，提高可靠性，才能真正發(fā)揮其節(jié)能特性。引風(fēng)機(jī)由于高溫含塵的工作環(huán)境的影響，運(yùn)行可靠性和維護(hù)檢修方便尤為重要。多年以來(lái)，an子午加速靜葉可調(diào)軸流

8、通風(fēng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、無(wú)油站和冷卻水、安裝維護(hù)方便、輔件能耗低、備品消耗少、可靠性高、壽命長(zhǎng)等高性?xún)r(jià)比特點(diǎn)深受用戶(hù)喜愛(ài)，始終是國(guó)內(nèi)大型機(jī)組引風(fēng)機(jī)的首選機(jī)型，目前已有大量產(chǎn)品應(yīng)用于各大電站機(jī)組。美國(guó)等部分國(guó)家電站鍋爐采用大型離心通風(fēng)機(jī)，配套采用調(diào)速機(jī)構(gòu)也能達(dá)到良好的運(yùn)行效果。國(guó)內(nèi)300mw機(jī)組一次風(fēng)機(jī)大多數(shù)也采用離心通風(fēng)機(jī)，離心通風(fēng)機(jī)失速區(qū)域較軸流通風(fēng)機(jī)小，能適應(yīng)一次風(fēng)機(jī)流量變化大而壓力變化較小的要求，通常一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)裕量大，而參數(shù)減小離心通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率會(huì)降低較快，所以已有電廠采用了液耦或變頻調(diào)速，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。4 調(diào)速裝置的配用2根據(jù)實(shí)際需求合理配置調(diào)速裝置，使風(fēng)機(jī)在各負(fù)荷點(diǎn)均能高效運(yùn)行。

9、離心通風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)在最大設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，隨著參數(shù)的降低效率隨之降低，所以配置調(diào)速裝置通常能提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率；常用的調(diào)速裝置有液力耦合器和變頻裝置。液力耦合器成本較低應(yīng)用也相對(duì)成熟，選用時(shí)應(yīng)考慮耦合器的自身?yè)p失的影響；以前高壓變頻器由于造價(jià)高而受到限制，隨著國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程其成本開(kāi)始降低，在電站中的應(yīng)用逐漸展開(kāi)，選用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮成本的回收、變頻器的可靠性以及變頻器與工頻的切換問(wèn)題。選型合理的動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)由于調(diào)節(jié)性能好、效率高，不必考慮配套調(diào)速裝置。靜葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)多用于引風(fēng)機(jī)，而引風(fēng)機(jī)裕量大的情況比較多，致使一些已經(jīng)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，始終不在高效區(qū)運(yùn)行，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，效率更低。在系統(tǒng)性能確切、運(yùn)行參

10、數(shù)合適的情況下也可以考慮導(dǎo)葉固定在高效開(kāi)度，同時(shí)結(jié)合變頻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方式。風(fēng)機(jī)的流量與轉(zhuǎn)速成一次方關(guān)系，壓力與轉(zhuǎn)速成二次方關(guān)系，而在鍋爐系統(tǒng)中引風(fēng)機(jī)所在的煙風(fēng)系統(tǒng)阻力曲線最接近二次曲線（p=kq2），所以如果風(fēng)機(jī)運(yùn)行曲線的延長(zhǎng)線通過(guò)風(fēng)機(jī)高效區(qū)（圖1阻力曲線b），加裝變頻器能使風(fēng)機(jī)在所有的負(fù)荷條件下高效運(yùn)行，節(jié)能效果顯著，這在楊柳青等電廠引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中也得到了驗(yàn)證。靜調(diào)風(fēng)機(jī)配套變頻器必須謹(jǐn)慎，因?yàn)樵擄L(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)性能比較好，而高壓變頻器同時(shí)也是一種耗電產(chǎn)圖1品，在風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)匹配較好時(shí)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率不錯(cuò)，增設(shè)變頻調(diào)速后節(jié)能效果并不突出，投資成本回收時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性不理想；系統(tǒng)阻力曲線本來(lái)就不通過(guò)風(fēng)機(jī)高效

11、區(qū)時(shí)，也不適合采用變頻調(diào)節(jié)，曲線過(guò)陡即k值偏大（如圖1阻力曲線a，低轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)機(jī)易進(jìn)入失速區(qū)，運(yùn)行不夠安全；曲線過(guò)緩即k值偏小（如圖1阻力曲線c，低轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)機(jī)也不會(huì)在高效區(qū)運(yùn)行，運(yùn)行效率低。這時(shí)采用其它的改造方法會(huì)更好。另外，變頻器的選用還應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)速與風(fēng)機(jī)固有頻率的倍率關(guān)系，防止共振；高壓變頻器的耗電量、可靠性也還需要進(jìn)一步了解并充分驗(yàn)證。目前國(guó)內(nèi)還在完善工頻到變頻，變頻到工頻的自動(dòng)切換裝置，如果該裝置能夠保證切換的準(zhǔn)確性和可靠性，將能夠達(dá)到比較理想的狀態(tài)，即：中高負(fù)荷用工頻讓風(fēng)機(jī)在高效區(qū)工作，同時(shí)避免變頻器損耗；中低負(fù)荷利用變頻提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，不但能夠降低功耗還能減小變頻器的功率，大大降低

12、初投資。5 系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)及時(shí)清灰補(bǔ)漏，減小系統(tǒng)運(yùn)行載荷，有效降低風(fēng)機(jī)能耗。風(fēng)機(jī)在投運(yùn)初期耗電量小，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，風(fēng)機(jī)能耗加大，這就應(yīng)該考慮系統(tǒng)存在積灰堵塞和漏風(fēng)率加大的可能。在北方電廠出現(xiàn)過(guò)由于春天柳絮附著，暖風(fēng)器阻力增大引起送風(fēng)機(jī)電耗增大甚至失速振動(dòng)的情況。所以系統(tǒng)的整體維護(hù)，清理空預(yù)器、除塵器、煙道的積灰結(jié)垢，控制空預(yù)器漏風(fēng)率 以及濾網(wǎng)的有效布置均能減小系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行載荷，有效地降低風(fēng)機(jī)做功要求。6 運(yùn)行模式選擇長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)采用單側(cè)運(yùn)行模式。在豐水期或用電低量減少期間，火電站可能長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷運(yùn)行，而單臺(tái)風(fēng)機(jī)通常按照能夠滿(mǎn)足機(jī)組60負(fù)荷要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，若設(shè)計(jì)裕量大甚至能達(dá)到70以

13、上負(fù)荷。此時(shí)若采用單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行將能提高運(yùn)行風(fēng)機(jī)效率，對(duì)系統(tǒng)安全性也沒(méi)有影響，電廠可以根據(jù)風(fēng)機(jī)性能曲線和系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)判定，哪種風(fēng)機(jī)在何種負(fù)荷之下可以采用單側(cè)運(yùn)行。 要實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的解列與并聯(lián)就要求系統(tǒng)整體配合調(diào)整，準(zhǔn)確的系統(tǒng)控制尚需要運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)特性不斷摸索，所以目前單側(cè)運(yùn)行模式更適用于長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行情況，對(duì)于頻繁調(diào)節(jié)的鍋爐系統(tǒng)還有一定控制難度。7 風(fēng)機(jī)節(jié)能改造已投運(yùn)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行效果不理想，應(yīng)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，根據(jù)具體情況進(jìn)行節(jié)能改造。在電站實(shí)際運(yùn)行中，若存在風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)阻力特性不夠匹配的情況，系統(tǒng)維護(hù)后風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率仍達(dá)不到理想狀態(tài)，就需要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。充分了解系統(tǒng)構(gòu)成、阻力特性和參數(shù)的變化范圍非常必要，改造前詳盡收集風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和性能測(cè)試都是必不可少的。加裝調(diào)速裝置是一種方法，前面已經(jīng)有所闡述。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部改造，增減葉片數(shù)量、葉輪或輪轂直徑、改變?nèi)~片安裝角度，改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速等，不同的方法可以滿(mǎn)足不同的改造目標(biāo)。已運(yùn)行的機(jī)組，系統(tǒng)性能范圍相對(duì)確切，風(fēng)機(jī)裕量可以適當(dāng)減小。風(fēng)機(jī)改造是一門(mén)在實(shí)踐中形成的學(xué)問(wèn)，