胡振國

(大唐林州熱電有限責(zé)任公司，河南林州456561)

雙級動調(diào)引風(fēng)機變頻改造節(jié)能安全運行實踐

胡振國

(大唐林州熱電有限責(zé)任公司，河南林州456561)

介紹了大唐林州熱電有限責(zé)任公司雙級動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻改造后的節(jié)能分析和動葉開度固定后的安全穩(wěn)定運行，對當(dāng)前機組普遍低負(fù)荷下，使引風(fēng)機節(jié)能降耗、變頻改造后安全運行有很好的示范作用。

動調(diào)引風(fēng)機;變頻改造;節(jié)能;安全運行

0 引言

由于大唐林州熱電1號機組工程設(shè)計值沒有脫硫增壓風(fēng)機，加上脫硫設(shè)備燃煤硫分3.0%設(shè)計，所以選取引風(fēng)機功率較大，加上一定的裕度，選用4700kW功率的電機。國內(nèi)機組普遍運行負(fù)荷率較低，動葉開度在45%左右運行，電率高，能耗大，同時風(fēng)機運行工況點與設(shè)計高效點偏離，風(fēng)機效率下降可達10%以上，能耗浪費嚴(yán)重。進行變頻改造，是降低電動機能耗，提高風(fēng)機效率的有效途徑。

大功率設(shè)備變頻技術(shù)已經(jīng)成熟，但應(yīng)用在動葉可調(diào)引風(fēng)機上，效果較差，影響風(fēng)機安全。林州熱電經(jīng)過技術(shù)調(diào)研，結(jié)合低負(fù)荷下，節(jié)能空間很大，與2014年5月至6月分別完成4臺雙級動葉可調(diào)引風(fēng)機的變頻改造，并通過試驗，固定3個負(fù)荷區(qū)域的動葉開度，使節(jié)能、安全、效率都達到完好的統(tǒng)一，對電廠節(jié)能降耗和經(jīng)濟效益有很好的示范作用。

1 改造前簡介

林州熱電廠1號機組配備上海鼓風(fēng)機生產(chǎn)的SAF28－17－2型，雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機。引風(fēng)機設(shè)計流量為350m3/s，風(fēng)機全壓8573Pa，轉(zhuǎn)速為990r/min，電機功率4700kW。由于動葉開度在45%左右，風(fēng)機工作在偏低效區(qū)域，造成能源的浪費，一直高速工作下，風(fēng)機葉片磨損也大，縮短了壽命周期，增加了檢修量和費用。

針對電網(wǎng)負(fù)荷普遍低下，2014年平均負(fù)荷只有62%，而全年滿負(fù)荷運行時間只有375h。引風(fēng)機在定速轉(zhuǎn)動下，為了保持風(fēng)量在500t/h低負(fù)荷運行，必需將動葉開小，造成風(fēng)機效率只有70%多點，同時最主要的是電機電流大，電能利用極小。改造前引風(fēng)機典型負(fù)荷下運行參數(shù)見表1。

表1 改造前引風(fēng)機典型負(fù)荷下運行參數(shù)

2 引風(fēng)機變頻改造的理論依據(jù)

引風(fēng)機在定速轉(zhuǎn)動下，調(diào)節(jié)風(fēng)量只能靠動葉開度來控制。機組長期低負(fù)荷下運行，動葉開度在35%～55%變化，工況區(qū)域被迫在低效去運行，使風(fēng)機效率只有70%～78%之間。相對而講，電動機的電能消耗大部分被浪費掉。

按照流體機械的相似定律:在一定負(fù)荷下，動葉開度與流量成正曲線關(guān)系，轉(zhuǎn)速也與流量成正比關(guān)系，而流量又同動葉開度成反比例關(guān)系。為了提高軸功率保持流量，必須提高動葉開度，就需要降低轉(zhuǎn)速來，維持風(fēng)量的穩(wěn)定。

針對低負(fù)荷下的引風(fēng)機電機功耗大，進行低轉(zhuǎn)速運行，將引風(fēng)機動葉開大至適合的位置，除了提高風(fēng)機效率，滿足煙氣流量的需求外，重要的通過變頻技術(shù)，使引風(fēng)機電耗大幅下降，是主要的節(jié)能方向。

3 動葉開度的確定與風(fēng)機安全穩(wěn)定運行

在變頻前，風(fēng)機效率較低;變頻改造后，增大了動葉開度，使風(fēng)機效率平均提高了近10%。

額定負(fù)荷下(BMCR工況)，動葉開度為83%，按照效率最大化使用，把動葉開度靜止在80%左右，作為額定負(fù)荷下的工況點。通過變頻后試驗發(fā)現(xiàn)，低負(fù)荷下，動葉開度在83%時，會產(chǎn)生風(fēng)機的低頻振動，間或引起風(fēng)機失速現(xiàn)象，造成爐膛負(fù)壓的波動，鍋爐火焰閃動明顯，影響鍋爐燃燒的安全。經(jīng)過調(diào)整試驗后，將動葉開度適當(dāng)降低，分出三個負(fù)荷段的動葉開度靜止值，爐膛負(fù)壓波動情況消失，變頻控制實現(xiàn)平穩(wěn)過渡。即:90%～100%負(fù)荷下，動葉開度定為83%;75%～90%負(fù)荷下，動葉開度定為68%;50%～75%負(fù)荷下，動葉開度定為58%，通過DCS邏輯組態(tài)實現(xiàn)該功能。較好地解決了風(fēng)機搶風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生，避開了風(fēng)機臨界振動點，保證了引風(fēng)機變頻改造后的安全運行。

由于增加了動葉的扭矩力，在設(shè)備管理上，將原有底盤與動葉焊接式，全部更換成整體鍛打式葉片，增強了動葉的整體性能，減少了磨損和熱應(yīng)力，進一步提高了風(fēng)機的安全系數(shù)。

4 變頻改造方案

變頻器改造采用“一拖一”的接線方式，即1套變頻器拖動1臺引風(fēng)機電機及風(fēng)機的方式。工頻與變頻切換采用手動方式，風(fēng)機停運時切換。

在自動控制上，系統(tǒng)設(shè)置中對同一臺引風(fēng)機的變頻與動葉的投入自動條件中進行了相互閉鎖設(shè)置，即同一臺引風(fēng)機不能同時投入變頻自動和動葉自動。當(dāng)變頻器接收到變頻控制指令時，閉鎖動葉開度在現(xiàn)有位置;當(dāng)變頻器接收到動葉控制指令時，閉鎖變頻指令在現(xiàn)有位置，從而實現(xiàn)了3個負(fù)荷區(qū)域段變頻和動葉調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)控制，滿足生產(chǎn)過程中的不同需求，保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

5 效果分析

結(jié)合林州電廠1號機組2014年運行情況，引風(fēng)機變頻改造前后電耗分析見表2。

表2 引風(fēng)機變頻改造前后電耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

從表2可知，額定負(fù)荷下，變頻器不需要達到工頻頻率，就能滿足要求，引風(fēng)機電耗與改造前下降了0.3%。低負(fù)荷下，節(jié)能效果顯著，在50%負(fù)荷下，電耗只有0.47%。從數(shù)據(jù)粗略分析看，引風(fēng)機變頻后電耗與負(fù)荷成正曲線關(guān)系，負(fù)荷越低節(jié)能效果越好，負(fù)荷越高節(jié)能梯階越小，這跟引風(fēng)機動葉流量特性是一致的。

2014年全年負(fù)荷率只有62%，改造后平均電耗0.6%，平均下降廠用電率0.55%，可降低供電煤耗1.672g/(kW·h)。全年電量按29億(kW·h)算，標(biāo)單550元，可節(jié)約資金267萬元。2臺機組變頻器投資580萬元，兩年即可收回成本。

6 結(jié)語

動調(diào)引風(fēng)機變頻改造，是針對當(dāng)前低負(fù)荷下進行的節(jié)能改造，通過對負(fù)荷、風(fēng)量、動葉扭矩及開度的研究，結(jié)合變頻理論和運行實踐，找到了最佳的經(jīng)濟運行工況區(qū)域，實現(xiàn)引風(fēng)機電耗的大幅下降，并保證了風(fēng)機的安全可靠運行，尤其對于大功率動葉可調(diào)引風(fēng)機，打破了不能變頻改造的慣性思維，為類似電廠提供參考。

［1］吳海東.變頻器控制技術(shù)在平衡機中的應(yīng)用［J］.風(fēng)機技術(shù)，2009 (1):57－58.

［2］李景銀，武興民.大型動葉可調(diào)軸流通風(fēng)機性能計算［J］.風(fēng)機技術(shù)，2004(2):16－19.

［3］王新生.動葉可調(diào)軸流風(fēng)機調(diào)整異常原因分析及措施［J］.江西電力，2004(5):27－30.

Demonstration of energy saving and safe operation of dual stage adjustable air blower after frequency conversion

The double stage moving blade can be safe and stable operation after the fan frequency conversion adjustable ejector in Patang Linzhou Power Plant.The results show that under the current unit generally low load，it can saved draft fan energy.The energy－saving analysis and dynamic Ye Kaidu fixed is introduced.The variable frequency transformation provided a very good reference for blower＇s safe operation.

dynamic adjustment lead;frequency conversion;energy saving;safe operation

X701.3

B

1674－8069(2016)03－056－02

2015-11-03;

2015-12-21

胡振國(1974-)，男，工程師，主要從事火電廠設(shè)備部管理工作。E－mail:aydgr@sina.com