电站锅炉风机节能降耗浅析

电站锅炉风机节能降耗浅析

李伟

李伟

【摘要】分析电站锅炉风机电耗大的主要原因,采取量体定做高效节能型风机、变频调速改造、优化运行方式等措施对风机进行节能降耗,并通过改造前后的各参数量的对比分析,得出改造后节能效果明显,节电量大大提高,获得了良好的经济效果和社会效益。

【关键词】锅炉风机；节能改造；高效节能型风机；变频调速改造；优化运行方式；

0引言

节能减排作为国家一项重点工作已经逐渐落实到社会生活的方方面面，锅炉风机作为电站这一能源链重要环节中的电能消耗大户，在实际应用中往往还存在功耗偏大，节能效果不尽如人意的情况，如何提高风机功效、降低能耗一直是业内人士不断探索的课题。

风机在锅炉系统中运行，与其它设备、管网共同组成一个整体，并非独立存在，所以研究风机的节能措施不能单单考虑风机本身，而应该从系统整体着手，设备与系统之间以及设备与设备之间的“匹配”是良好运行的首要条件。

下面将根据以往风机设计、运行及改造中积累的部分经验对电站锅炉风机节能降耗提出几点看法。

1计算风机设计选型参数

准确计算风机设计选型参数，优化储备裕量，有利于风机的准确选型，并确保风机在实际运行中高效运行[1]。

设计选型参数是风机厂家选型的唯一依据，参数的准确性就十分重要。风机选型的基本要求是TB点作为风机能力考核点，BMCR及THA作为风机效率考核点，那么TB点BMCR之间选取合适的裕量就能保证风机满足TB点出力的前提下使BMCR、THA点处于最高效率区，同时THA越接近实际运行工况点风机运行效率就越有保障。

根据相关部门的实际测试数据显示，目前风机能力与实际运行参数之间的裕量常常偏大，风量裕量从10％～150％不等，主要集中在30％～50％；风压裕量从30%～140％不等，主要集中在30％～60％。裕量过大会导致风机长期在小开度下运行，效率低、能耗高，还会造成噪声增高、振动加大，甚至影响系统安全运行。

2系统气动设计[1]

优化系统气动设计，避免紊流，降低系统实际阻力。

为达到风机的最佳运行状态，与之相关的管道和设备布置都相当考究。进口段的收敛角度和长度，出口扩压段的扩压角度和长度决定气流进入风机和流向管路系统后的性能，良好的气流流场不但可以提高系统效率还能降低噪声和振动；弯道、挡板、暖风器、消声器与风机的相对位置不合理，同样可能导致气流阻塞、加重紊流，这也是加大能量消耗的一种形式，严重的涡流会导致管网噪声和振动加大，威胁设备安全。

特别是老机组改造和以大代小等工程，系统设计往往受到场地的制约。管路设计一旦受限就必须考虑系统效应损失，这就要求设计人员与风机制造厂家加强沟通联系，尽可能合理布置管道及设备，减少损失。并考虑增设必要的导流板甚至破涡器，这不但是优化系统气动性能的要求，还能保证系统安全可靠。

3风机的选择

选用效率高、可靠性好及总能耗低的优秀风机产品。

目前我国与欧洲国家相似，300MW及以上大型电站送风机和600MW及以上的一次风机通常采用动叶可调轴流通风机，其效率高、调节性能好也得到电厂认可。但在一些电厂也出现过送、一次风机叶片与轮毂卡涩致使调节困难或叶片开度不一致的情况，叶片断裂和渗漏油事故也时有发生。所以轮毂形式、叶片连接方式、控制阀结构、密封件的布置等细节设计和选择也非常重要。同样由于动调风机调节系统较复杂，密封要求较高，就要求运行人员精心维护保养，提高可靠性，才能真正发挥其节能特性。

引风机由于高温含尘的工作环境的影响，运行可靠性和维护检修方便尤为重要。多年以来，AN子午加速静叶可调轴流通风机由于其结构简洁、无油站和冷却水、安装维护方便、辅件能耗低、备品消耗少、可靠性高、寿命长等高性价比特点深受用户喜爱，始终是国内大型机组引风机的首选机型，目前已有大量产品应用于各大电站机组。

4调速装置的配用[2]

根据实际需求合理配置调速装置，使风机在各负荷点均能高效运行。

离心通风机最高效率点在最大设计工况点，随着参数的降低效率随之降低，所以配置调速装置通常能提高风机运行效率；常用的调速装置有液力耦合器和变频装置。液力耦合器成本较低应用也相对成熟，选用时应考虑耦合器的自身损失的影响；以前高压变频器由于造价高而受到限制，随着国产化的进程其成本开始降低，在电站中的应用逐渐展开，选用时应重点考虑成本的回收、变频器的可靠性以及变频器与工频的切换问题。

选型合理的动叶可调轴流通风机由于调节性能好、效率高，不必考虑配套调速装置。

静叶可调轴流通风机多用于引风机，而引风机裕量大的情况比较多，致使一些已经运行的风机，始终不在高效区运行，低负荷运行时，效率更低。在系统性能确切、运行参数合适的情况下也可以考虑导叶固定在高效开度，同时结合变频调节转速的方式。风机的流量与转速成一次方关系，压力与转速成二次方关系，而在锅炉系统中引风机所在的烟风系统阻力曲线最接近二次曲线（P=kQ2），所以如果风机运行曲线的延长线通过风机高效区（图1阻力曲线b），加装变频器能使风机在所有的负荷条件下高效运行，节能效果显著，这在杨柳青等电厂引风机节能改造中也得到了验证。

静调风机配套变频器必须谨慎，因为该风机调节性能比较好，而高压变频器同时也是一种耗电产品，在风机与系统匹配较好时，风机运行效率不错，增设变频调速后节能效果并不突出，投资成本回收时间过长，经济性不理想；系统阻力曲线本来就不通过风机高效区时，也不适合采用变频调节，曲线过陡即k值偏大（如图1阻力曲线a，低转速时风机易进入失速区，运行不够安全；曲线过缓即k值偏小（如图1阻力曲线c，低转速时风机也不会在高效区运行，运行效率低。这时采用其它的改造方法会更好。

另外，变频器的选用还应该考虑转速与风机固有频率的倍率关系，防止共振；高压变频器的耗电量、可靠性也还需要进一步了解并充分验证。

目前国内还在完善工频到变频，变频到工频的自动切换装置，如果该装置能够保证切换的准确性和可靠性，将能够达到比较理想的状态，即：中高负荷用工频让风机在高效区工作，同时避免变频器损耗；中低负荷利用变频提高风机运行效率，不但能够降低功耗还能减小变频器的功率，大大降低初投资。

5结论

以上结合风机所在系统以及风机自身特点，从系统设计到风机改造，对电站锅炉风机实现节能降耗，提出了几点初浅的看法，还需要在实践中拓展思路和积累经验。针对风机节能降耗的技术革新和产品开发也在不断开展，我国电站风机的经济性将会进一步提高。

参考文献

[1]DL/T468-2004电站锅炉风机选型和使用导则[S]．

[2]刘家钰．我国电站风机节能的途径探讨[J]．风机技术，2007（3）：50-55．