米海波 郝智超

摘 ?要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，火電廠技術(shù)經(jīng)歷了多次的升級換代，其對我國經(jīng)濟(jì)的影響日趨重要。引風(fēng)機(jī)作為火電廠的用電大戶，如何降低其能耗、挖掘潛力、提升系統(tǒng)效率，是眾多電力工作者努力的目標(biāo)。傳統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)采用電機(jī)直接驅(qū)動對電力的消耗太大，運營成本過高，而采用汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)方案，即采用電動機(jī)、汽輪機(jī)相結(jié)合的汽電雙驅(qū)方式能較大地提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益。該文介紹了汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)的應(yīng)用，闡述了引風(fēng)機(jī)采用汽電雙驅(qū)后是如何提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益的。

關(guān)鍵詞：汽電雙驅(qū) ?引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī) ?火電廠的經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號：TK223 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）05（c）-0041-02

火力發(fā)電的進(jìn)步不僅在于技術(shù)手段，也在于如何降低成本，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。我國人均用電量的上升和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展更加凸顯了火電對國民生活的重大影響。電廠引風(fēng)機(jī)作為火電廠用電消耗的最大設(shè)備之一，降低其能耗一直以來是節(jié)約能源的重點和關(guān)鍵。采用汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)，優(yōu)化了系統(tǒng)配置，達(dá)到了最終提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

1 ?火電廠用引風(fēng)機(jī)的分類

國內(nèi)大型火電廠的鍋爐引風(fēng)機(jī)常規(guī)采用軸流式風(fēng)機(jī)，有動葉可調(diào)和靜葉可調(diào)兩種。

動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)（以下簡稱動調(diào)風(fēng)機(jī)）的液壓調(diào)節(jié)裝置由電動執(zhí)行器直接驅(qū)動，調(diào)節(jié)動葉片角度以改變風(fēng)壓和風(fēng)量。動調(diào)風(fēng)機(jī)臨界轉(zhuǎn)速較低，固有頻率偏低，要避開的頻率密集。當(dāng)變轉(zhuǎn)速運行時，容易引起共振而發(fā)生葉片斷裂。基于動調(diào)風(fēng)機(jī)對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的敏感性，其適用于定轉(zhuǎn)速的運行方式，故一般采用定速電機(jī)驅(qū)動。

靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)（以下簡稱靜調(diào)風(fēng)機(jī)）的進(jìn)口導(dǎo)葉角度由電動執(zhí)行器直接驅(qū)動以改變風(fēng)壓、風(fēng)量。相比動調(diào)風(fēng)機(jī)，靜調(diào)風(fēng)機(jī)葉片固有頻率高、抗振動能力強(qiáng)、可靠性高，一般不存在共振轉(zhuǎn)速區(qū)，更加適合采用變速運行。靜調(diào)風(fēng)機(jī)可采用汽輪機(jī)驅(qū)動或變頻電機(jī)驅(qū)動。

2 ?引風(fēng)機(jī)驅(qū)動方式的分類

基于動調(diào)風(fēng)機(jī)和靜調(diào)風(fēng)機(jī)的特點，引風(fēng)機(jī)及驅(qū)動方式考慮以下幾種方式：動調(diào)風(fēng)機(jī)+定速電機(jī)驅(qū)動;動調(diào)風(fēng)機(jī)+汽輪機(jī)定轉(zhuǎn)速驅(qū)動;靜調(diào)風(fēng)機(jī)+變頻電機(jī)驅(qū)動;靜調(diào)風(fēng)機(jī)+汽輪機(jī)變轉(zhuǎn)速驅(qū)動。

2.1 引風(fēng)機(jī)電機(jī)驅(qū)動方案

以往火電廠主流方案為引風(fēng)機(jī)采用動調(diào)風(fēng)機(jī)配定速電機(jī)驅(qū)動，該方式啟停運行中調(diào)節(jié)平穩(wěn)、靈活，控制簡單可靠，操作方便。如采用靜調(diào)風(fēng)機(jī)配變頻電機(jī)驅(qū)動方式，在低負(fù)荷時靜調(diào)風(fēng)機(jī)效率較高，但在高負(fù)荷時與動調(diào)風(fēng)機(jī)效率相當(dāng)，且變頻器存在轉(zhuǎn)換損失，高負(fù)荷時運行耗電量反而增加。從節(jié)能的綜合角度考慮如采用電動引風(fēng)機(jī)方案，推薦動調(diào)風(fēng)機(jī)配定速電機(jī)驅(qū)動。

2.2 引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)驅(qū)動方案

引風(fēng)機(jī)采用汽輪機(jī)驅(qū)動，按風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)型式的不同有兩種方案：靜調(diào)風(fēng)機(jī)配小汽輪機(jī)變速驅(qū)動方案;動調(diào)風(fēng)機(jī)配小汽輪機(jī)定速驅(qū)動方案?！办o調(diào)+汽機(jī)變速驅(qū)動”或“動調(diào)+汽機(jī)定速驅(qū)動”方案在技術(shù)上都是可行的，但受制于動調(diào)風(fēng)機(jī)自身對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的敏感性，推薦靜調(diào)風(fēng)機(jī)配汽輪機(jī)變速驅(qū)動方案。

2.3 引風(fēng)機(jī)汽電雙驅(qū)方案

汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)典型配置如圖1。汽輪機(jī)和異步電動發(fā)電機(jī)與引風(fēng)機(jī)同軸布置，為匹配轉(zhuǎn)速和解決啟動、事故狀態(tài)汽輪機(jī)功率與風(fēng)機(jī)不匹配的問題增加了變速離合器，即可實現(xiàn)風(fēng)機(jī)采用汽輪機(jī)和電動機(jī)聯(lián)合驅(qū)動，同時可不用另設(shè)啟動、備用風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)簡單。

按風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)型式的不同有以下兩種方案。

（1）采用動調(diào)風(fēng)機(jī)配汽輪機(jī)定轉(zhuǎn)速驅(qū)動方案，驅(qū)動工頻電動發(fā)電機(jī)。汽機(jī)正常運行不需調(diào)節(jié)，始終處于調(diào)閥全開狀態(tài)，維持最佳運行工況，汽輪機(jī)效率最好。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷變化時，通過調(diào)整風(fēng)機(jī)動葉控制風(fēng)機(jī)的出力。當(dāng)汽輪機(jī)運行的功率高過風(fēng)機(jī)負(fù)荷時，電動發(fā)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，以抵消一部分廠用電。當(dāng)汽輪機(jī)運行工況的功率低于風(fēng)機(jī)負(fù)荷時，電動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入電動機(jī)工況，與汽輪機(jī)共同驅(qū)動引風(fēng)機(jī)。此方案汽機(jī)運行控制簡單，但電氣系統(tǒng)相對復(fù)雜。

（2）采用靜調(diào)風(fēng)機(jī)配汽輪機(jī)變轉(zhuǎn)速驅(qū)動方案，驅(qū)動變頻電動發(fā)電機(jī)。汽機(jī)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷情況，調(diào)整轉(zhuǎn)速實現(xiàn)風(fēng)機(jī)的節(jié)能運行，但汽輪機(jī)的調(diào)閥往往處于節(jié)流狀態(tài)，有部分節(jié)流損失，不能維持最佳效率運行，而且變速運行，汽機(jī)的控制邏輯較為復(fù)雜，此方案電氣設(shè)備適應(yīng)性是限制變頻范圍的重要因素。

通過比較，動調(diào)風(fēng)機(jī)配汽輪機(jī)定速驅(qū)動、定速帶工頻電動發(fā)電機(jī)方案更適合引風(fēng)機(jī)的汽電雙驅(qū)方案。

3 ?汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)的難點

3.1 減速裝置（齒輪箱）

汽輪機(jī)與異步電動發(fā)電機(jī)之間需設(shè)置減速裝置。該減速裝置具有大速比（通常為5～8，極限接近10）、大功率、高轉(zhuǎn)速的特點，其制造難度較大。目前，此減速裝置主要采用進(jìn)口廠家一級減速方案。

3.2 離合器

根據(jù)汽輪機(jī)-齒輪箱-異步電動發(fā)電機(jī)-引風(fēng)機(jī)的軸系特性，優(yōu)先采用齒輪箱與離合器一體化形式。離合器保證汽輪機(jī)輸出端和齒輪箱輸入端的平穩(wěn)嚙合，避免嚙合、分離時的轉(zhuǎn)速沖擊，是保證軸系穩(wěn)定性的重中之重，因此推薦選用SSS離合器。當(dāng)輸入輸出轉(zhuǎn)速精準(zhǔn)的達(dá)到統(tǒng)一時，離合器驅(qū)動和被驅(qū)動齒面自動進(jìn)行嚙合。一旦輸入轉(zhuǎn)速相對于輸出轉(zhuǎn)速出現(xiàn)下降，離合器自動脫開。

3.3 聯(lián)軸器

根據(jù)汽輪機(jī)和引風(fēng)機(jī)的運行特性，推薦選用撓性聯(lián)軸器：膜片式或膜盤式。但在引風(fēng)機(jī)汽電雙驅(qū)方案上，綜合性能、成本之后通常會采用膜片式聯(lián)軸器。

3.4 異步電動發(fā)電機(jī)

異步電動發(fā)電機(jī)在不同階段的運行方式是不同的，其同時起著傳遞扭矩和發(fā)電/電動兩個作用，故對異步電動發(fā)電機(jī)的選型提高了要求，除滿足引風(fēng)機(jī)一定程度上的功率需求外，還需要考慮汽輪機(jī)傳遞過來的功率和扭矩，異步電動發(fā)電機(jī)往往都要按照大一檔來選型，以免形成小馬拉大車的情況。

4 ?汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)方案的意義

引風(fēng)機(jī)在汽輪機(jī)和異步電動發(fā)電機(jī)的協(xié)助之下，提高了系統(tǒng)的運行效率，降低了電廠的運行成本，其節(jié)約降耗效果顯著。在倡導(dǎo)綠色節(jié)能的今天，火電廠采用汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)方案切實地響應(yīng)了節(jié)能降耗的號召。目前國內(nèi)已有幾個示范項目，如同華軒崗、國電宿遷等，另有多家火電廠有意采用這項新技術(shù)進(jìn)行改造。

5 ?結(jié)語

引風(fēng)機(jī)汽電雙驅(qū)技術(shù)方案的應(yīng)用是當(dāng)下火電廠長遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展的大勢所趨，只有放遠(yuǎn)目光，我國的能源清潔高效利用才能一步步實現(xiàn)。汽電雙驅(qū)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)的應(yīng)用作為一種節(jié)能降耗的手段，必能帶動更多的新技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用。

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