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摘要：风机是电站锅炉运行中重要的配套设备，在运行过程中存在运行能耗较高等问题，因此对风机进行节能改造尤为重要。本文以某发电厂锅炉送风机为研究对象，通过分析送风机运行工况和进行风机性能试验，提出了送风机节能改造方案。改造后送风机效率提高，具有显著的节能效果。
关键词:锅炉；送风机；问题；节能改造
引言
近年来，随着能源价格的不断上涨，我国各个行业的经营成本显著增多，尤其是对于燃煤电厂来说，节能减排已然成为其发展中的重要任务之一，而进行设备改造和优化运行方式是电厂节能减排所采用的措施。风机作为电站锅炉运行中重要的配套设备，在锅炉运行时过程中由于在选型、调节方式选择和系统管路设计等方面都存在着一些问题，导致风机的能耗较高，因此需要针对影响风机能耗的问题进行分析，进而采取相应的节能改造方案，才能有效的提高风机运行的安全性和经济性。鉴于此，本文就对某公司锅炉送风机节能改造进行探讨。
1.现状分析及需要解决的问题
1.1现状分析
该公司锅炉型号为SG-1165/17.5-M743，系某锅炉厂生产的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉。锅炉采用单炉膛、Π型布置，平衡通风，冷一次风正压直吹式制粉系统，四角切向燃烧、直流燃烧器摆动调温，全钢构架悬吊结构，紧身封闭、干式固态连续排渣。锅炉主要参数见表1。
表1 锅炉主要设计参数
在机组负荷330MW，锅炉主蒸汽量为1052t/h时，送风机动叶开度仅为47%，送风机进口流量为123.3m3/s，风机全压为1613.8Pa。风机实际运行点在性能曲线上的位置如图1所示。
由图1可知，机组在330MW负荷下，风机的实际运行点离锅炉最大负荷工况点较远，使得风机运行效率较低。通过相关计算，得出试验煤质、最大蒸发量下的送风机风量，再根据送风机入口风量与全压的试验关系，得出该条件下送风机全压时，机组最大蒸发量工况点，即最大蒸发量（演算）工况点，该工况点的进口流量为130m3/s、比功为1767J/kg（全压1719Pa），与相应设计工况点比功3642J/kg相比，偏低约1765J/kg。
从送风系统阻力考虑，目前送风系统的阻力较设计取值小；但是，从风机选型的角度看，设计阶段送风系统阻力取值或计算不准确，导致送风机的选型不合理，其比功（或风机全压）选择过大。另外，由于送风机设计比功的选择过大也导致了电动机的额定功率选择过大，达到1.6MW，实际运行中电动机负载率和功率因数很低，造成电动机效率低下。
图1 风机实际运行工况点
1.2需要解决的问题
根据送风机当前的运行现状，需要从以下几个问题入手，提高风机整体的运行性能：
（1）提高风机的运行效率。
（2）因风机设计风压或比功选型偏大，导致电动机的额定功率选型偏大，实际运行中电动机负载率偏低，故需要降低电动机的额定功率，在满足风机启动时所需功率的前提下提高电动机的负载率。
（3）风机运行电耗高，影响电厂厂用电率，从送风机电动机入手，达到降低风机耗电量的目的。
2.风机节能改造方案
针对风机目前存在的主要问题，提出将现有风机的转速由990r/min降到745r/min，电动机从6极改为8极的改造方案。极指的是发电机转子在转子线圈通入励磁电流之后形成的磁极。简单地说就是转子每转一圈在定子的线圈的一匝中能感应形成几个周期电流，不同的极数要产生50Hz电势就需要不同的转速。三相异步电动机转速是分极的，是由电机的“极数”决定的。三相交流电机每组线圈都会产生N、S磁极，每个电机每相含有的磁极个数就是极数。由于磁极是成对出现的，所以电机有2、4、6、8极之分。电动机同步转速公式根据文献的相关规定为：
n=60f/p
式中：f—频率,Hz；
n—转速，r/min；
p—磁极对数。
由于在中国三相交流电的频率为50Hz，因此2极同步转速是3000r/min，4极同步转速是1500r/min，6极同步转速是1000r/min，8极同步转速是750r/min。这几种速度都只是各种极数电机的同步转速，而非实际转速。
按照流体机械的相似定律，风机、水泵的流量Q、风压（扬程）H、轴功率P与转速n之间有如下比例关系：
Q1/Q2=n1/n2；
H1/H2=(n1/n2)2；
P1/P2=(n1/n2)3。
电机原额定功率为1.6MW，电机降速后电机功率预计为按三次方下降，降为710×（745/9903）＝682（kW），电机安全裕量取20%，则风机配套电机功率为682×1.2=818（kW）。调整后取820kW。
电动机的选型方案如表4所示。
表4 电动机的选型方案
3.效果评价
（1）通过对该机组送风机电机降速前、后参数对比分析可知：改造后风机在各个工况的运行效率显著升高，平均值在75%以上，风机在高效区运行。
（2）送风机电动机的额定功率降低，但满足风机启动时所需要的最大功率，电动机负载率升高。
（3）对锅炉改造前后平均负荷在200～300MW之间的7组工况的耗电量进行统计，具体数据见表5。
通过表5的数据可知，机组在同样负荷下，风机所耗电量下降明显，2台送风机8h节电量在900kW?h（低负荷）至1100kW?h（高负荷），按照机组年发电6000h，2台送风机8h节电量在1000kW?h，每1kW?h电按照0.3元计算，年节省费用22.5万元，1年左右即可收回投资。厂用电率下降约0.05%，节电率平均值在25％左右，提高了风机运行的经济性。另外，降速改造后，电机的定子绕组绝缘由原来的B极提高为F极，电机的可靠性与机械使用寿命得到提高，同时也提高了风机运行的安全可靠性。
4.结论
综上所述，电站锅炉送风机的节能改造是一个重要的工作，能够提高对资源的充分利用，节能降耗，也能够减少对环境的污染，为企业带来良好的经济效益和社会效益。因此，企业应该加大对风机节能改造的投入，在实践中不断完善和发展风机节能技术的改造，以降低经营压力，实现节能发电，提高自身发展。结果表明：本次送风机实行降速改造，送风机转速从990r/min降至745r/min，电动机从6极改为8极后，送风机效率提高，耗电量明显降低，节能效果显著，达到了预期改造的目的，可为同类电厂送风机节能改造工作提供一定的指导意义。
参考文献:
[1]卢红玲,陈艳,周卓.锅炉送风机节能改造探讨[J].冶金动力.2014(2):39-41
[2]杨帆.电站锅炉风机节能改造中的相关问题分析[J].科技创新与应用.2016(17):142-142
论文作者:朱运孟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/13
标签：送风机论文; 风机论文; 锅炉论文; 电动机论文; 转速论文; 节能论文; 工况论文; 《防护工程》2017年第31期论文;