李剛

摘要 在火力發(fā)電廠的運(yùn)行過程中，風(fēng)機(jī)設(shè)備是火電廠大功率輔機(jī)設(shè)備的重要組成部分，但是在這些設(shè)備中都普遍存在著富余容量過大的問題，對設(shè)備的運(yùn)行效率造成了很大的影響，大量的能源在終端使用的過程中遭到浪費(fèi)，給火電廠造成了較大的能源損耗，因此，對火力發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造成為現(xiàn)代火電廠高度關(guān)注的問題。本文主要就火電廠風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低的原因進(jìn)行分析，并提出風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的有效措施。

關(guān)鍵詞 火力發(fā)電廠；風(fēng)機(jī)節(jié)能；改造措施

中圖分類號(hào) TM6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào)2095-6363（2015）11-0092-02

發(fā)電機(jī)負(fù)荷能力的大小對火力發(fā)電廠輔機(jī)運(yùn)行力度有著直接的影響，引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)作為火電廠運(yùn)行的主要輔機(jī)，大部分都通過對風(fēng)機(jī)擋板的開度控制進(jìn)行運(yùn)行力度的調(diào)節(jié)，而在這個(gè)調(diào)節(jié)的過程中就會(huì)造成大量的分能量消耗。而采用高壓變頻技術(shù)對火電廠的風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造之后，則可以有效降低的火電廠風(fēng)機(jī)的能量消耗。改造后的風(fēng)機(jī)可以通過對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)來對風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓進(jìn)行控制，以達(dá)到節(jié)能的目的。

1 導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低的原因

1.1 管網(wǎng)的阻力設(shè)計(jì)計(jì)算出現(xiàn)偏差

在火電廠實(shí)際運(yùn)行過程中，如果鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)的管網(wǎng)阻力設(shè)計(jì)算的結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差，就會(huì)對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率造成影響。經(jīng)過相關(guān)人員全方位的調(diào)查和對電廠DCS系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)造成管網(wǎng)阻力計(jì)算失誤的主要原因是空氣流道側(cè)有空氣漏向煙氣道側(cè)，空氣沿著程經(jīng)過熱器、空氣預(yù)熱器以及省煤器時(shí)都有少量的空氣泄漏，雖然大部分的火電廠在對通風(fēng)系統(tǒng)的空氣量進(jìn)行計(jì)算時(shí)也對漏氣量的因素進(jìn)行了考慮，但是卻忽略了漏氣會(huì)對系統(tǒng)管網(wǎng)阻力造成的影響。一般來說，大部分總阻力的計(jì)算結(jié)果都會(huì)小于的標(biāo)準(zhǔn)阻力，進(jìn)而致使系統(tǒng)總的管網(wǎng)阻力曲線向大流量方向移動(dòng)，導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行的工況與設(shè)計(jì)工況發(fā)生嚴(yán)重的偏離，發(fā)生流量大、全壓力下降、效率低的情況發(fā)生，進(jìn)而增加鍋爐的消耗功率，出現(xiàn)超載運(yùn)行，對鍋爐的正常運(yùn)行造成影響。

1.2 風(fēng)機(jī)制造廠家的設(shè)計(jì)選型不合理

在我國，風(fēng)機(jī)制造廠非常多，其中大中型的制造廠就幾十家，但是制造廠之間的設(shè)計(jì)和技術(shù)水平都有很大的差異，制造的風(fēng)機(jī)類型也多種多樣。就實(shí)際情況而言，大多數(shù)的制造廠都是按照系列的規(guī)格和性能參數(shù)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的選型銷售，無法進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造，難以確保用戶提出的額定工況點(diǎn)能夠保持在最高效率點(diǎn)或區(qū)域內(nèi)。

1.3 風(fēng)機(jī)性能的調(diào)節(jié)方式不合理

由于技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)方面的制約，大部分火電廠選擇的風(fēng)機(jī)性能調(diào)節(jié)方式都無法達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)機(jī)一般都選擇安裝相用的調(diào)節(jié)門對風(fēng)機(jī)運(yùn)行的調(diào)節(jié)流量與壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，而這種調(diào)節(jié)方式會(huì)在一定程度上造成風(fēng)機(jī)的能量損失。實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能有很多的方式，列如變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，變速調(diào)節(jié)又包括：液力耦合器、變頻調(diào)速器、電磁調(diào)速離合器以及雙速電機(jī)及汽輪機(jī)等，目前一部分火電廠都己開始開運(yùn)用變頻調(diào)速、液力耦合器等調(diào)節(jié)方式進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能調(diào)節(jié)，但是由于國內(nèi)的變頻調(diào)速技術(shù)水平的限制，該種風(fēng)機(jī)性能調(diào)節(jié)方式并未得到普及。

2 風(fēng)機(jī)運(yùn)行與改造的實(shí)例分析

案例：某火力發(fā)電廠的一次風(fēng)機(jī)因?yàn)槁鈫栴}與全壓裕量、流量等系數(shù)過大原因，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況與設(shè)計(jì)工況發(fā)生了較大的偏離，降低了風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效率，并增加了風(fēng)機(jī)的功率消耗。

在該機(jī)組的并網(wǎng)滿發(fā)之后，工作人員通過電廠的監(jiān)測系統(tǒng)得了相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)為：進(jìn)行口的容積流為q_u0=329400m³/h，進(jìn)口的溫度為t_j=20℃，全壓為p_tf=11280Pa，出口的溫為t=40℃。將此組數(shù)據(jù)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，流量和壓力均與設(shè)計(jì)參數(shù)出現(xiàn)了偏離，進(jìn)而降低了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，風(fēng)機(jī)的進(jìn)口調(diào)節(jié)門開度為50.5%～53%。工作人員通過對流場的分析，依據(jù)多年系統(tǒng)分析的經(jīng)驗(yàn)，在原主軸和定子件得到完全利用的基礎(chǔ)上，給風(fēng)機(jī)配備了新的葉輪，使風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果和運(yùn)行效率能得到最大限度的改善，但是只對4號(hào)爐的一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造，3號(hào)爐的一次風(fēng)機(jī)未進(jìn)行改造，依然使用原來的葉輪。

該火電廠的工作人員對改造后的4號(hào)風(fēng)機(jī)和未改造的3號(hào)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)安裝新葉輪之后的4號(hào)鍋爐，機(jī)組并網(wǎng)滿發(fā)后的運(yùn)行參數(shù)、流量以及壓力等未發(fā)生明顯的變化，風(fēng)機(jī)的進(jìn)口調(diào)節(jié)門開度是上升到72%～78%，出口的溫度下降了5℃，電流下降了15.5A，由此表明，隨著風(fēng)機(jī)進(jìn)口的調(diào)節(jié)門開度不斷加大，氣流人調(diào)節(jié)門、進(jìn)氣箱、進(jìn)風(fēng)口以及葉輪進(jìn)口的流場得到了明顯的改善，有效地減少了風(fēng)機(jī)的渦流損失和摩擦損失，取得較好的節(jié)能效果。

3 提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的有途徑

3.1 構(gòu)建專門的火力發(fā)電裝備增產(chǎn)節(jié)能改造專家咨詢中心

火電廠可以構(gòu)建一個(gè)常設(shè)或者是臨時(shí)機(jī)構(gòu)，但是需要咨詢中心的人員進(jìn)行固定，應(yīng)該由汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)、鍋爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及發(fā)電機(jī)等方面的專家構(gòu)成。在我國，發(fā)電裝備的發(fā)展歷史比較長，發(fā)電設(shè)備的制造年代比較復(fù)雜，并且技術(shù)水平存在很大的差異，風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的任務(wù)量大、面廣，而且涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常多，因此，在火電廠構(gòu)建一個(gè)改造專家咨詢中心，可以減少火電廠的投入成本，提高工作人員的工作效率，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的目標(biāo)。

3.2 確保風(fēng)機(jī)管網(wǎng)系統(tǒng)阻力計(jì)算的準(zhǔn)確性，降低壓力與流量的富裕系數(shù)

1）準(zhǔn)確的計(jì)算出風(fēng)機(jī)管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力，減少壓與力流量的富裕系數(shù)，可以有效降低運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況發(fā)生偏離的可能性，避免風(fēng)機(jī)運(yùn)行與最高效率區(qū)偏離。2）改善風(fēng)機(jī)運(yùn)行流程中漏氣的問題，降低漏氣對管網(wǎng)阻力曲線造成的影響，防止運(yùn)行工況向低阻力、大流量的方向偏離，造成低效率、高功耗、低效率的運(yùn)行情況。3）風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方面的專家提出，火電廠可以使用正壓通風(fēng)系統(tǒng)，不再需要安裝引風(fēng)機(jī)，這種方式不僅能取得良好的節(jié)能效果，還能降低漏風(fēng)問題的解決難度，提升管網(wǎng)阻力計(jì)算的可靠性與準(zhǔn)確性，能夠有效改善運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)運(yùn)行工況偏離的現(xiàn)象，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效率。

3.3 運(yùn)用高效率的新型風(fēng)機(jī)，提升風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率

近幾年來，我國很多大型風(fēng)機(jī)廠家，均從國外引進(jìn)了一系列采用先進(jìn)技術(shù)水平制造的新型風(fēng)機(jī)，如動(dòng)葉和靜葉可調(diào)軸流式通風(fēng)機(jī)、離心式斜流通風(fēng)機(jī)等，其中動(dòng)葉可調(diào)軸流式通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率高可達(dá)到89%，且可以采用對轉(zhuǎn)子葉片安裝的角度進(jìn)行調(diào)整的方式，增大風(fēng)機(jī)運(yùn)行的高效率范圍，降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行的能量消耗，因此，火電廠可以選用該種新型通風(fēng)機(jī)，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效率和節(jié)能效果。

3.4 適當(dāng)增設(shè)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)設(shè)備，避免實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)運(yùn)行工況發(fā)生偏離

在對火電廠的風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)通信改造時(shí)應(yīng)適當(dāng)增設(shè)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)設(shè)備，確保各類設(shè)備的運(yùn)行工況都處在高效率的區(qū)域范圍之能，以提高設(shè)備的節(jié)能效果，如變頻器調(diào)速、液力耦合器以及汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。

4 結(jié)語

總之，火力發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)節(jié)能改造是一項(xiàng)復(fù)雜而長遠(yuǎn)的工作，需要火電廠對風(fēng)機(jī)節(jié)能改造進(jìn)行深入的研究和嘗試，不斷提升風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的技術(shù)水平，適當(dāng)借鑒國外的先進(jìn)制造技術(shù)，以確保制造的風(fēng)機(jī)具備較高的運(yùn)行效率和節(jié)能效果。