火电厂锅炉引风机节能改造探讨

火电厂锅炉引风机节能改造探讨

陈涛

（漳泽电力河津发电分公司山西河津043300）

摘要：风机是火电厂锅炉的重要辅助设备，对锅炉正常燃烧起着至关重要的作用，同时其功率很大，消耗的电量也是非常可观。引风机是将燃料在锅炉中燃烧产生的烟气排出，并起到维持炉膛内负压的作用，烟气在引风机作用下进入空预器和电除尘后进入到脱硫系统或直接排入到烟囱。引风机承担着维持炉膛负压的重要任务，为了机组的安全考虑，引风机的选型有两个特点，一是引风机的容量设计裕量选的比较大，主要是防止事故时风机满足不了大出力的要求；二是引风机的风量调节性能差。所以火电厂引风机有很大的节能空间。

关键词：引风机；节能；变频

对火电厂进行节能降耗设计，是实现火电行业持续发展的重要措施，需要在现有基础上，选择有效技术对生产系统进行优化，在不影响正常运行的前提下，降低运行能耗。引风机为火电厂生产系统内重要组成部分，为降低其运行能耗，可以选择用变频技术进行节能改造，需要结合风机运行原理，确定改造要点，控制好每个技术细节，在控制能耗的同时，降低风机运行故障率。文章对火电厂引风机变频节能改造技术进行了简要分析。

1火电厂锅炉引风机在运行过程中存在的问题

现如今，我国的各大火电厂锅炉应用的引风机都是传统型号，比较单一，这种型号的引风机在运行过程中，缺乏有效的调节方法，操作起来不方便，导致技术人员不能够对引风机进行有效的设计，也就无法对挡板进行角度调节。引风机的挡板角度能够影响引风效率，不及时进行角度调整，有可能使引风机的风速失控，从而导致引风机在锅炉燃烧排烟的时候，受到各方面条件的影响，导致非常严重运行问题，主要出现以下几个问题：

第一，设备运行效率下降。由于引风机的故障，无法排除锅炉内的烟气，阻碍新鲜空气进入，从而导致锅炉内的燃料不能充分燃烧，设备在长期的使用过程中，工作效率会下降。

第二，一些在火电厂进行锅炉燃烧的时候，不注重引风机的承载能力，无法满足锅炉燃烧所排放的大量烟气。同时，承载小的引风机设备在环保方便不能发挥非常好的作用，进而造成了能源和资源的浪费。

第三，一些电热厂锅炉仍旧使用传统的引风机，只能通过调整挡板的角度来调节风速，控制烟气排放，但是挡板本身就需要耗费非常多的电力能源，再加上人为操作失误的原因，加重了能源损耗。

第四，由于引风机处在风口上，烟气会对引风机产生侵蚀作用，使得设备发生严重磨损情况，维修频繁，这种情况就会增加锅炉整体的维修养护成本，无法起到减排作用。

2解决引风机运行过程中问题策略

2.1对引风机进行变频调速

对引风机进行变频调速，就是利用电子技术对引风机的工作频率进行调节，实现发电机速度和风扇转速同步调整。现如今，这种变频调速技术被广泛应用到电机中，同时向高电压、高容量的变频技术方向发展。和其他的变频交换器行比较，变频技术能够起到非常明显的节能效果。变频技术主要有以下三方内容：

第一，速度较快，系统稳定。变频技术本身具有非常高的转换速度，通过和异步电动机结合，会增加电动机的滑差和急速运行速度。

第二，控制电流。变频调速是对电机实现电流控制，如果通过传统的电机启动引风机运转的话，会产生非常多的额定电流，从而进一步缩短电机寿命，而变频调速方法可以在零速零电压的条件下启动，依靠稳定的频率和电压之间的关系，通过这样更改变频器，就可以按照V/F公式来负责作业，提高绕组的承受能力和设备稳定性，降低后期维护的难度。

第三，自动控制。变频调速实现了对锅炉燃烧过程的自动化控制，技术人员通过使用变频技术，将线路进行点对点的连接，并通过连接变频器来提高设备可靠性，降低引风机维修成本。

第四，引风机保护。引风机进行变频改造后，所设置的变频器就会带有一些电路保护措施，包括过电压、熔点保护装置、接地线、短路保护等，通过设计引风机的运行模式，可以降低运行故障，同时，在故障发生的时候，就确定具体原因，极大的缩短维修人员故障处理的时间。引风机的变频改造，能够为设备提供有效的保护措施，降低引风机电机被烧坏的可能性。

2.2使引风机部分流量范围内变频调速

实现引风机的变频调速，能够提高节能效果，一些火力厂在进行引风机变频调速时，对其流量调节主要分为两种方法：

第一，在电机达到额定40%-70%转速时，要采用变频调速方法调节气流流量。现如今，大部分引风机变频调速的投资成本过高，因此，研究人员要不断的研发新的变频器，降低价格。主要是增加变频器的容量，使其最高转速能够达到电动机自身额定转速的80%，同时，变频器的容量也要达到100%电动机额定转速变，才可以大大的降低变频器的成本。

第二，当电机达到80%-100%的额定转速时，技术人员就不能应用变频调速方法，而是改为工频电源供电和静叶流量调节方式。当电机在80%的额定转速以上时，引风机的静叶调节效率就有产生下降趋势，因此，技术人员要在电机80%以上的额定转速时，使用静叶调节方式，降低主机的负荷，使锅炉的引风机系统产生一定量的风压和流量。

3案例分析

据数据显示，2016年我国环保锅炉占工业锅炉总台数的2.8%，约1.63万台，但从国家政策来看，我国的环保锅炉正处于发展势头。基于这种条件下，国内某火电厂对锅炉引风机进行变频改造，从而响应国家号召，积极节能减排。

3.1试验条件

某厂锅炉燃烧煤质稳定，送气、排烟等引风机调节方式固定。在进行实验期间，不对锅炉进行吹灰、排污系统的切换等，从而降低实验的误差。锅炉运行参数主要范围是：气压±1.5%规定值，炉内温度3°C-8℃，水分蒸发量为±3%，且锅炉引风机没有损坏，不存在维修现象，人员操作技能达标。

3.2试验方法

首先，测量人员通过网格法测试引风机的流量截面，得出动压力值，如果同一点的2次测量值存在偏差超过2%情况时，需要重新测量。接着，测量人员需要测量锅炉内的静压值和锅炉表面温度，同时，还需要在引风机的入口和出口的截面上，测量静压值和锅炉表面温度，通过计算能够得出引风机出入口的温度、流量、气压等基本参数。最后，测量人员还要测量电动机的驱动功率，计算出引风机在不同工作情况下的运行效率和引风机中的能耗关系。

3.3试验结果

通过试验，能够显示出结果：第一，在600MW负荷运作下，锅炉燃烧情况稳定，实验煤质相同条件下，使用引风机调节方式进行变频，负荷机组引风机的运行效率在75%左右，能耗随着机组负荷的增加而增加，就是指600MW的机组能耗最多。第二，当600MW的机组处于一半额定负荷运行时，引风机的工作效率仅为22%，引风机的能源消耗随着机组负荷减少而升高。在检验人员对电机的供电装置实行变频改造之后，引风机的工作效率能够提高到75%左右，而未进行变频改造的引风机工作效率仅为62%。第三，机组在低负荷工作的时候，引风机的工作效率不足35%，而在机组的电能消耗方面，600MW机组在低负荷运转的时候，引风机的运行状态为低档运行，所产生的电能消耗也是变频调节的两倍。第四，当机组达到70%额定负荷运行时，引风机会变为大功率运行状态，这时，引风机的电能消耗是变频调节的2倍，当引风机进行额定负载的时候，使用变频调节方式会比工频调节方式节约8%左右的电量。

4结语

综上所述，随着电力行业的不断发展，节能问题已经成为其研究的重要领域，风机变频改造节能技术在火电厂中的应用具有显著效果，它具有别的调速方式无法可比的明显优势。电厂中的风机耗电量占据了很大的比例，通过风机变频改造节能技术的应用，可以节省电能，获得良好的运行效果，在电力行业的发展中具有很好的应用前景。

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