王繼松

【摘要】本文首先對鍋爐引送風機節(jié)能的必要性進行了說明，然后分析了鍋爐引送風機存在的問題，最后詳細闡述了鍋爐引送風機節(jié)能增效方案。

【關鍵詞】鍋爐，引送風機，節(jié)能增效

一、前言

隨著生產施工水平的不斷提高，鍋爐生產中對節(jié)能增效的要求也日益漸高。因此，積極采用科學的方法，不斷完善鍋爐引送風機節(jié)能增效方案就成為當前一項十分緊迫的問題。

二、鍋爐引送風機節(jié)能的必要性

1、高負荷、低負荷單側送風機運行經濟性對比

通過上表可以看出，工況一（圖1）的試驗熱效率對于設計熱效率高出0.76個百分比，說明送風機的工作狀態(tài)正常。工況二（圖1）低負荷送風機的熱效率為91.17%與高負荷送風機的效率相差0.44個百分比，略低于高負荷下狀態(tài)下送風機的熱效率，但是低負荷條件下的風量要少一些，為了實現(xiàn)爐內物質的完全燃燒，需要適當提高氧氣的供應量，但在提高氧氣的供應量的同時會使排煙造成的熱損失增加，與工況一相比，排煙熱損失增加了0.57%，工況二的熱量散失也因此增加了0.21%。

2、低負荷單側送風機與雙側送風運行經濟性對比

工況三（圖1）的熱效率相對于設計熱效率提高了0.44%，同工況二相比提高了0.12%，由此可以得出：當送風壓力適當調低、漏風狀況有所改善時，會減少送風機工作時的排煙損失，進而使得熱效率有所提升。工況二、三的飛灰所含可燃物相差0.18%，差距不大，因此可以得出：在爐內燃燒狀況方面，單側送風機同雙側送風機之間不存在明顯的差距。另外，經過對工況二、三工作時的運行功率進行統(tǒng)計計算可知，雙側送風機工作時的總功率為318千瓦，而單側送風機工作時的總功率為188千瓦，總功率下降了40.88%，單側送風機的節(jié)能效果明顯由于雙側送風機

3、對低負荷單側送風機運行的改善

若要使低負荷單側送風機的運行得到更好地改善，就需要對運行氧量、配風手段等方面進行調整。通過對工況三、四、五的試驗數(shù)據(jù)（圖1）可以看出，A側單磨或雙磨共同工作時的效率要明顯由于B側單磨工作時的效率，所以在選擇低負荷單側送風機運行方式時最好選擇A側單磨工作方式。雙磨共同運轉時，會明顯增加冷風的進入量，進而使爐膛內的溫度出現(xiàn)下降，提高了不完全燃燒造成的熱損耗，但是雙磨共同工作時不再需要提供溫風，使換熱得到了明顯的改善，減少了排煙造成的熱損耗，所以其工作效率較高。

圖1

三、鍋爐引送風機存在的問題

1、引風機運行不穩(wěn)定

引風機管路系統(tǒng)從鍋爐引出來，一直到電除塵器出口，均是兩臺引風機共用的管道部分，在這部分管道，兩臺引風機的流量無論相差多大，但其由阻力損失產生的壓力降均是相等的。而這部分壓力降又是引風機管路損失壓力降的主要部分，約占全部損失的80%以上，而引風機提供的全壓是用來克服管道系統(tǒng)阻力的，即引風機全壓大致等于引風機管路系統(tǒng)的壓力降。因此，不論兩臺引風機的流量相差有多大，但其全壓是大體上相等的。這樣一來，當兩臺并聯(lián)的引風機中的一臺流量減小，一臺流量增加時，流量減小那臺引風機的運行工況點就必然向不穩(wěn)定區(qū)方向移動，而流量增加的那臺則往遠離不穩(wěn)定區(qū)的方向移動，這一現(xiàn)象可以從引風機調節(jié)特性曲線上各工況點隨流量而變化的趨勢看出來。由此可知，從運行方式上講，防止引風機運行不穩(wěn)定的最重要措施，是使兩臺引風機的流量基本上保持相等。若兩臺引風機的流量相差越大，則流量小的引風機產生不穩(wěn)定工況的可能越大。

其次，當引風機管路系統(tǒng)所通過的流量減少，而管路系統(tǒng)的阻力損失壓力降增加時，會使引風機管路系統(tǒng)阻力曲線變陡，即引風機各運行工況點向引風機不穩(wěn)定區(qū)方向偏移，也增加了引風機不穩(wěn)定運行的危險性。例如空氣預熱器改造，大大降低了系統(tǒng)漏風率，這是好事，也是主要的。但對引風機而言，由此引起的風量減少和管路系統(tǒng)阻力增加，使得引風機不穩(wěn)定運行的危險性也有所增加。

2、裕量過大

由于引風機的裕量過大，從而導致各運行工況的效率都偏低，電耗大。降低引風機的轉速是解決引風機裕量過大的有效措施，尤其是對于已投入生產的運行機組引風機的改造項目，采用引風機降轉速可以說是一種切實可行、事半功倍的措施。具體做法：保留原電動機的原轉速作為高速檔，再增加一個低速檔，即改造為雙速電動機。這樣，在目前的狀況下，即使在機組額定負荷下，引風機在低速檔運行，仍留有足夠的安全裕量。

3、引風機選型的容量大

引風機本身的額定參數(shù)和機組的設計額定參數(shù)均大大高于實際運行參數(shù)，因此引風機的低效運行，尤其當機組在50%額定負荷下運行時，引風機的運行效率僅為18%。

四、鍋爐引送風機節(jié)能增效方案

1、變頻調速分析

變頻調速能節(jié)約原來損耗在擋板閥門截流過程中的大量能量，大大提高了經濟效益。通過采用變頻調速實現(xiàn)軟起動，避免了對電網以及機械負載的沖擊，在很大程度上延長了風機的使用壽命。同時，采用變頻調速后，電機的無功功率通過變頻器直流環(huán)節(jié)的濾波電容進行了瞬時補償，變頻器的輸入功率因數(shù)可大0.95以上。相對電機直接工頻運行而言，功率因數(shù)得到較大的改善，尤其是對低速電機更為明顯。實現(xiàn)變頻調速后，風機和水泵經常在額定轉速以下運行，介質對風機風扇的磨損、水泵葉輪、軸承的密封、磨損的損壞都大大降低。同時，煙氣對煙道擋板的沖擊磨損大大降低，延長了煙道擋板的檢修周期，減少了維護工作量。電機運行的振動和噪聲也明顯降低。

采用變頻調速后，可以很方便地構成閉環(huán)控制，進行自動調節(jié)，調節(jié)器輸出的4-20mA信號輸?shù)阶冾l器（或通過通信接口進行控制），通過變頻器調節(jié)電機轉速，可以平穩(wěn)地調節(jié)風量、流量，且線形度較好，動態(tài)響應快，使機組在更經濟的狀態(tài)下安全穩(wěn)定運行。

按照常規(guī)設計，對于310MW機組輔機設備參數(shù)如下：引風機兩臺，各2000KW；送風機兩臺，各1250KW。如果工作設備使用變頻方式，保守估計節(jié)能率為30%。以上分析為直接節(jié)能效益。除此之外，變頻器對機泵實現(xiàn)真正軟啟動，使高壓開關、電機、機泵、閥門、管網等諸多設備的啟動沖擊和機械摩擦、震動大大減少，延長了機組的使用壽命，節(jié)省了這些設備的一大筆維護費用。變頻器所配置的閥門聯(lián)動、參數(shù)自動記錄、流量閉環(huán)自動調節(jié)等功能提高了系統(tǒng)的自動化水平。

2、主回路改造過程

系統(tǒng)改造后的一次主回路如圖2所示。圖中手動旁路柜中，是兩個單刀雙擲隔離刀閘，QS11、QS12為一把單刀雙擲隔離刀閘，QS21、QS22為另一把單刀雙擲隔離刀閘，原工頻回路和新增變頻回路只有一個回路在同一時刻處于運行狀態(tài)，可以避免雙回路同時給電動機供電，或將電源直接輸入到變頻器的輸出側，避免損壞變頻器設備和電動機設備；

隔離刀閘可以在電機工頻運行時將變頻器從高壓電源中隔離出來，便于變頻器的維護和檢修；旁路柜預留合閘允許節(jié)點與上級高壓斷路器QF0連鎖，旁路柜隔離開關未合到位時，或變頻投入狀態(tài)下變頻器“合閘允許”信號不具備時不允許QF0合閘；

將變頻器“重故障”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當變頻器出現(xiàn)重故障時，分斷變頻器高壓輸入；工頻回路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。

圖2

3、控制回路改造過程

高壓變頻器控制系統(tǒng)包括主控制器、單元控制器、功率單一控制部分、輔助部分。原系統(tǒng)通過DCS控制2臺風機的啟停及擋板，變頻改造后仍保留原控制系統(tǒng)，以備風機工頻運行時使用。變頻改造后，高壓變頻器系統(tǒng)可實現(xiàn)就地/遠程控制。將變頻器控制系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)聯(lián)接，通過DCS操作員站對變頻器系統(tǒng)進行啟停、復位及頻率調節(jié)控制；可在DCS系統(tǒng)上對變頻器及電機的運行參數(shù)、設備故障信號進行監(jiān)測；能夠實現(xiàn)在鍋爐正常運行中工頻和變頻狀態(tài)的無擾動切換。

五、結束語

鍋爐引送風機節(jié)能增效工作作為鍋爐生產應用中的核心工作之一。對生產的各個方面具有十分重要的作用。我們必須將科學的節(jié)能增效方法融合到鍋爐引送風機的應用中。

參考文獻

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