姜廣超

（神華國能山東建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 250101）

0 引言

目前，我國的大型火力發(fā)電廠分布廣泛，而且大部分電廠使用的電站風(fēng)機(jī)幾乎都是高效風(fēng)機(jī)。多年以來，我國除了引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，更是結(jié)合基本國情和行業(yè)現(xiàn)狀，不斷提高電站風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，降低能耗，在經(jīng)濟(jì)節(jié)能方面力求達(dá)到更高水準(zhǔn)。然而，實(shí)際操作中，在電站風(fēng)機(jī)的改造領(lǐng)域仍然留有很大的空間，需要不斷的進(jìn)行技術(shù)革新和探究，才能最終實(shí)現(xiàn)我國電站行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1 我國電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 電站風(fēng)機(jī)的概念

通常所說的電站風(fēng)機(jī)，指的是電站內(nèi)部與鍋爐相關(guān)的3大風(fēng)機(jī)，即一次（排粉）風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。3大風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠的重要輔助設(shè)備，從攜帶燃料，到助燃，到最后將廢煙氣引出鍋爐，每個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。

1.2 我國電站風(fēng)機(jī)的現(xiàn)狀

電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性與經(jīng)濟(jì)型一直是電站的極為關(guān)注的問題。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一般電站風(fēng)機(jī)的耗電量之大可以占據(jù)整個電廠發(fā)電量的1.5%～2.5%，因此，它的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組，甚至影響整個電廠的正常運(yùn)行。改革放開以來，我國從國外引進(jìn)了大量的先進(jìn)技術(shù)，包括大量相對精密的設(shè)備，在運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型方面取得了很大的成績，主要是由于2點(diǎn)。

（1）動葉調(diào)節(jié)和靜葉調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)在我國大量投入使用，相關(guān)資料顯示，軸流風(fēng)機(jī)在我國大容量機(jī)組中的使用率已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了離心式風(fēng)機(jī)。

（2）隨著電廠對電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性日益重視，因此實(shí)際工作中逐漸加大了對風(fēng)機(jī)的改造力度，液力偶合器和變頻器調(diào)節(jié)的應(yīng)用也逐漸增多。

由于選型設(shè)計、制造質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平高低的差別，現(xiàn)階段，我國各個區(qū)域電站風(fēng)機(jī)的耗電率存在較大的差異。一般對于使用動葉調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)的電廠來說，年均總耗電率（占電廠發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)）可以達(dá)到1.5%以內(nèi)，最好的可達(dá)1%；配備離心式風(fēng)機(jī)的大型電廠，年均總耗電率一般在2%～2.5%。與國際發(fā)達(dá)國家的行業(yè)技術(shù)相比較，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性仍然滯后，只有不斷的加強(qiáng)技術(shù)革新，才能逐漸縮小差距，最終實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能。

2 我國電站風(fēng)機(jī)節(jié)能途徑

2.1 選擇與鍋爐風(fēng)（煙）系統(tǒng)相匹配的風(fēng)機(jī)

為了更好地滿足電廠的供電需求，我國大型電站普遍使用高效風(fēng)機(jī)，但是不同型號的機(jī)器在實(shí)際操作中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益（或耗電率）不盡相同。不難發(fā)現(xiàn)，這其實(shí)與所選風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)系統(tǒng)阻力的特性是否匹配有著密切的關(guān)系。這里就如何選好電站風(fēng)機(jī)做以下分析。

（1）風(fēng)機(jī)選型設(shè)計參數(shù)。風(fēng)機(jī)選型設(shè)計參數(shù)是否合理是風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好壞的關(guān)鍵，只有保持在一定的范圍內(nèi)，才能使風(fēng)機(jī)最大限度的實(shí)現(xiàn)高效率的工作狀態(tài)。否則，超出范圍，風(fēng)機(jī)達(dá)不到高效區(qū)，不能完全發(fā)揮高效風(fēng)機(jī)功能，甚至出現(xiàn)不安全現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅整個機(jī)組的安全運(yùn)行；如果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，就不能滿足正常工作的需要，無法產(chǎn)生充足的能量，機(jī)組工作停滯。

（2）風(fēng)機(jī)型號與型號的選擇。重點(diǎn)介紹阻力特性和負(fù)荷特性。①阻力特性，即發(fā)電機(jī)組在不同負(fù)荷下可能出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時，通過嚴(yán)密的計算，預(yù)測出該系統(tǒng)可能會產(chǎn)生的阻力。②負(fù)荷特性，當(dāng)機(jī)組完全滿足安全運(yùn)行狀態(tài)時，按其符合率進(jìn)行計算，選擇年耗電量最小的風(fēng)機(jī)型號。在確定風(fēng)機(jī)型式的同時，還要考慮相關(guān)費(fèi)用問題，例如：設(shè)備費(fèi)、基礎(chǔ)費(fèi)及運(yùn)行可靠性等，并且進(jìn)行該項技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后才可以最終確定。

2.2 電站風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式

一般電站鍋爐的燃料來源都是燃煤，而且鍋爐的主輔設(shè)備狀況會隨著使用時間以及環(huán)境等因素有所變化，因此，在選擇電站風(fēng)機(jī)的型號時，應(yīng)留有一定的空間。另外，電站風(fēng)機(jī)機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷也不是一成不變的，加上參與調(diào)峰的機(jī)組負(fù)荷率也相對較低，這就決定了電站風(fēng)機(jī)基本上也是在部分負(fù)荷下進(jìn)行運(yùn)作的。因此，只有對風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，才能保障電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

（1）變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是現(xiàn)階段研究出來的最好的調(diào)節(jié)方式。目前，無級變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在電廠實(shí)際工作中的應(yīng)用已經(jīng)取得了可喜的成績，例如：調(diào)速型液力耦合器和變頻器。一般情況下，如果需要在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置，首要考慮風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配程度。這直接決定了系統(tǒng)的阻力特性線是否可以順利通過風(fēng)機(jī)的高效區(qū)，保證運(yùn)行效率。所以，在選擇安裝變速調(diào)節(jié)設(shè)備之前，根據(jù)實(shí)際條件應(yīng)該先對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，使其與管網(wǎng)系統(tǒng)匹配，這點(diǎn)非常重要。

（2）轉(zhuǎn)子固有頻率的校核計算，以及軸系扭振頻率的計算，這是為了防止在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)上加裝變速裝置后，在一定的轉(zhuǎn)速下，軸系扭振和運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子發(fā)生共振現(xiàn)象。

2.3 改造不合理的煙風(fēng)道

現(xiàn)有運(yùn)行風(fēng)機(jī)及煙風(fēng)道的改造，對于提高電站風(fēng)機(jī)的工作效率、提高管網(wǎng)匹配性可以起到事半功倍的效果。如果風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口管道布置的不合理，不僅會破壞氣動條件，降低性能，甚至影響設(shè)計參數(shù)，最終導(dǎo)致效率低下。因此，改造不合理的管道布置也是電站風(fēng)機(jī)一種節(jié)能途徑。

2.4 提高電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全可靠性

這里所說的可靠性，即故障發(fā)生的概率。如果電站風(fēng)機(jī)的發(fā)生故障的幾率高，就直接影響了其產(chǎn)生的發(fā)電量，不能按計劃供電，會直接造成經(jīng)濟(jì)損失，后果不堪設(shè)想。

2.5 電站風(fēng)機(jī)在變速調(diào)節(jié)中的注意事項

（1）變頻調(diào)節(jié)。隨著高壓變頻器在國內(nèi)生產(chǎn)的速度加快，市場價格比之前降低看了很多，這就推進(jìn)了我國電站風(fēng)機(jī)設(shè)備使用變頻調(diào)速的步伐。然而，變頻調(diào)節(jié)器設(shè)備的價格和可靠性一定程度上制約著大型電站風(fēng)機(jī)的革新，例如：現(xiàn)有的已經(jīng)安裝變頻器的風(fēng)機(jī)節(jié)電效果不明顯；原本易出故障但是安裝變頻器后并未得到顯著改善，并且又停用；購買以及安裝變頻器設(shè)備的費(fèi)用與安裝后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不合算，以上3種現(xiàn)象都是實(shí)例。因此，在選擇是一定要慎重。一方面，通過多方數(shù)據(jù)分析以及性能測試，較為準(zhǔn)確的去誒的那個實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，通過對已使用的風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的業(yè)績調(diào)查，盡可能選擇可靠性較高的變頻器；最后，自動切換裝置非常關(guān)鍵，對這一裝置作用就是保證變頻器切換過程和鍋爐燃燒穩(wěn)定。

（2）高壓變頻器的可靠性。作為一個復(fù)雜的大功率電力電子裝置，許多品牌的變頻器在使用過程中會出現(xiàn)因為自身產(chǎn)品故障或收到外界因素的影響而出現(xiàn)跳閘的想象，這樣很容易導(dǎo)致鍋爐爐膛熄火，無形中降低了電力風(fēng)機(jī)機(jī)組對于整個電力系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。因此，要提討高壓變頻器的可靠性，一定要選擇通過實(shí)際業(yè)績能夠證明其可靠性很高的廠家進(jìn)行合作，并且在出現(xiàn)頻器跳閘的情況下，通過采取相應(yīng)的措施，能夠同時滿足自動恢復(fù)風(fēng)機(jī)工頻，保證供電通暢，又可以保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行工況穩(wěn)定。這也是選擇合適的高壓變頻器的條件之一。

3 風(fēng)機(jī)改造的步驟和方法

（1）改造前的試驗。在風(fēng)機(jī)改造之前，通過性能測試，可以準(zhǔn)確得到系統(tǒng)的阻力特性及當(dāng)前風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，從而確定風(fēng)機(jī)參數(shù)以及進(jìn)出、口管道布置是否合理，包括有無必要進(jìn)行其他設(shè)備和管道的改良。

（2）確定風(fēng)機(jī)改造范圍。通過改造前的試驗，選擇合適的風(fēng)機(jī)設(shè)計類型，盡量減少工作量，降低成本，對于設(shè)備原件盡可能保留。特別需要指出的是，在做改造科研時，要詳細(xì)對比各種改造方案，針對性的提出改造建議，如許多風(fēng)機(jī)可以通過改造風(fēng)機(jī)葉片的方式，在較低的成本下即可達(dá)到降低電耗的目的，相比動輒上百萬的變頻器投入，回報率更高。

（3）選擇合適的調(diào)節(jié)方式。在科學(xué)、合理的技術(shù)分析指導(dǎo)下，選擇調(diào)節(jié)效率和可靠性高的調(diào)節(jié)裝置。

（4）改造不合理的進(jìn)出口管道布置。不合理的進(jìn)出口管道設(shè)計，在實(shí)際操作中嚴(yán)重阻礙了風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，一般最簡單的改裝方式就是在不合理的彎道處加裝導(dǎo)流葉片，這樣就可以有效改善風(fēng)機(jī)工作條件、降低系統(tǒng)阻力，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的目的。

（5）高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求。在安裝環(huán)節(jié)，嚴(yán)格遵守安裝說明，規(guī)范操作步驟，并對安裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，為風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障；

（6）啟動調(diào)試。在風(fēng)機(jī)啟動過程中，各部門必須高度重視，特別要注意需并聯(lián)運(yùn)行的風(fēng)機(jī)在各種可能并列工況下的并車情況，防止搶風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生。

（7）結(jié)構(gòu)設(shè)計合理化。在選擇材料時，不僅注重材質(zhì)，同時兼顧厚度，對線管設(shè)備采取有效的防磨損措施，從細(xì)節(jié)方面減小摩擦、磨損，在集流噐中加裝中心渦消旋器，以避免調(diào)節(jié)門在50%左右開度時風(fēng)機(jī)及進(jìn)、出口管道劇烈振動。

4 結(jié)束語

電站風(fēng)機(jī)是電站系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，也是機(jī)組產(chǎn)生充足電量的關(guān)鍵所在。多年以來，在電力行業(yè)各個領(lǐng)域的技術(shù)人員的悉心鉆研和努力下，通過對外國先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的借鑒與研究，總結(jié)出了很多寶貴的經(jīng)驗，并將其轉(zhuǎn)換成高性能、低風(fēng)險的技術(shù)型產(chǎn)品，最終投入生產(chǎn)和使用，這使得我國電站風(fēng)機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性得到了大幅度的提升，同時也縮小了我國電站風(fēng)機(jī)與國際先進(jìn)國家所使用風(fēng)的差距。但是，隨著電力行業(yè)日異月新的發(fā)展，只有不斷完善電站風(fēng)機(jī)的各項性能，提高發(fā)電效率，最大限度的排除運(yùn)行故障，減少事故的發(fā)生，提高電站風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，才能為電力行業(yè)的整體發(fā)展增磚添瓦，也為其他行業(yè)的供電服務(wù)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。