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風機節電降損管理的論文
摘要：通過對國華神木公司引送風機設計、運行工況的數據分析，得出引送風機電耗大，效率低的問題，論證了引送風機節電降損的幾種改造方案及其可行性，并針對國華神木公司具體情況進行分析，提出了引送風機改造的可行性建議方案。
關鍵詞：引送風機節電降損
0引言
國華神木發電有限公司裝機2×100MW，2000年正式投運以來，通過不斷治理，機組安全可靠性已穩步提高，隨之“節電降損”這一運行經濟性方面的提升措施也開始啟動。眾所周知，在發電廠中最可行最有效的節電措施就是降低廠用電，而發電廠輔機的經濟運行，又直接關系到廠用電率的高低。
通過對運行資料進行統計分析，該公司廠用電率為9%左右，相對較高。資料顯示，現代電站鍋爐，風機的耗電約占發電機組廠用電的25%～30%，而該公司僅鍋爐送吸排三大風機就占廠用電率40%以上，所以具有巨大的節電潛力。據估算，僅提高引送風機運行效率的節能潛力可達1000kW以上，可降低廠用電的6%～7％；
為了適應機組進一步降低廠用電率的需要，該公司組織進行了2號爐的引送風機的熱態試驗，以掌握該鍋爐所配套的引送風機及其管路中的運行參數，作為經濟性評價和改進的依據，現將試驗的設備狀況，測試結果分析和建議改造方案介紹如下。
1設備狀況
1.1設計參數
機組每臺鍋爐配置引送風機各兩臺。
1.1.1引風機參數
型號：Y4-2×73-NO.25F；全壓：3.9kPa；額定轉速：730r/min;額定流量：461210m3/h;進口尺寸：3250mm×1500mm;出口尺寸：2250mm×1625mm。配電動機型號：YFD560-897.9A；額定轉速：750r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
1.1.2送風機參數
型號：G4-73-N22F；全壓：6.08kPa；額定轉速：960r/min；額定流量：302400m3/h；進口尺寸：2860mm×1320mm；出口尺寸：1980mm×1430mm。配電動機型號：YFD500-692.3A；額定轉速：990r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
滿負荷時風機設計參數見表1。
1.2運行情況
1.2.1額定負荷實際運行（目前運行方式）
額定負荷下實際運行時測得的引送風機參數見表2。
1.3測試情況
1.3.1額定負荷實際需求（目前運行方式）
根據目前運行方式對額定負荷下進行測試計算得到的引送風機所需的功率如表3。
1.3.2引送風機節能潛力
根據表2、表3可計算得到引送風機的節能潛力如表4。
2測試結果分析
通過以上設計、運行及測試數據分析發現，目前引送風機均運行在設計高效工況點以外，表現在以下幾個方面：
(1)鍋爐排煙溫度偏離風機設計溫度35℃左右；
(2)引送風機設計點遠離實際運行工況點，造成入口調節擋板節流損失過大。
節電潛力可從以下方面考慮：
(1)通過試驗，可以看出引送風機目前條件下單臺風機可以帶70％負荷以上。隨著風機可靠性的不斷提高，鍋爐低負荷穩燃技術的不斷進步，大型鍋爐最低不投油穩燃負荷已可以降至30％BMCR，從節電的觀點看，單臺風機現在一般都按50％負荷設計。
(2)管道阻力低于同類型100MW機組的管道阻力，其主要原因是煙風道按200MW機組配套且采用的是電除塵器而非水膜除塵器。
(3)煙囪高度高，自拔力大，可以減少引風機出力。
(4)煙道漏風小，引風機前氧量僅為3.8％，其主要原因是采用了管式空氣預熱器。
(5)通過改造引送風機提高其運行全壓和效率，將因擋板節流而浪費的耗功降至最低。
(6)通過現場試驗及重新設計計算，初步確定引送風機的合理參數如表5。
3節電降損方案分析
3.1送風機改造方案
按設計煤種計算出送風風量裕度＝1.1,權衡后風量按設計煤種取理論計算值為72.6kg/s(217800m3/h)。
額定負荷時送風管阻為3407Pa,則折算后管阻為3877Pa（已考慮溫度及大氣壓的影響），風壓余量取為1.16，則設計管阻4500Pa;
從測試的結果看，二次風壓大（2800Pa左右），完全可以降下來，根據經驗可降至1500Pa左右，至于二次風壓降低對爐內燃燒造成的影響，這只是燃燒調整問題。從這個角度看，風壓還可以再降低。壓頭裕度大于1.16。
送風機改造方案可確定為更換風機或變頻改造，方案實施后電機耗電約360kW。
方案一：更換與機組匹配的送風機，可以選小一號的G4-73-N0.20F型送風機，其額定參數如表6。
方案一的節電效益：
節電系數0.7
省耗功率120kW
實際耗功400kW
風機年運行小時數7000h
年節電588MWh
電價0.302元/kWh
效益17.76萬元
送風機本體設備購置費用約15萬元，電機購置費用約15萬元，安裝材料及其它綜合費用約10萬元，兩年即可收回投資費用。
方案二——變頻改造其節電效益如下：
變頻器設備購置費用約130萬元(進口180萬元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬元，變頻前電機、開關更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費用。
3.2引風機改造方案
3.2.1方案之一：更換低轉速電機
該方案實施后,在測試條件下，電機轉速580r/min左右時即可滿足需要，電機耗功低于338kW，投資少，見效快，節電效果明顯，安全裕量小。
隨著機組老化，漏風率增加，煤質變差等因素的出現，可能發生出力不足現象。
本方案除電機需改造外，其它部件均不改動，原電機基礎無需改動，可以根據現有風機情況，制作配套電機。單臺電機成本大約在15萬人民幣。
實施方案要求：
空氣預熱器、電除塵等漏風率要嚴格控制在目前水平；額定負荷時引風機前氧量不高于5；確保電機轉速不低于580r/min、功率500kW,選購高效安全可靠與引風機匹配的的電機。
節電效益如下：
節電系數0.6
省耗功率136kW
實際耗功360kW
風機年運行小時數7000h
年節電1320MWh
電價0.302元/kWh
效益39.86萬元
電機成本
單速15萬元
雙速30萬元
可見，不到半年就可收回成本。
3.2.2方案之二：更換為雙速電機
將現有的引風機更換為雙速電機（580r/min和740r/min）。
本方案除電機需改造外，其它部件均不改動，原電機基礎無需改動，可以根據現有風機情況，制作配套電機。單臺雙速電機成本大約在30萬人民幣。
增加一檔轉速，是考慮到空氣預熱器、電除塵等漏風惡化和單臺風機帶70％負荷能力等因素。
本方案投資少，見效快，節電效果明顯，安全裕量大，不到1年即可收回投資費用。
3.2.3方案之三：變頻改造
從發展趨勢看，變頻調節方式為最佳調節方式。變頻調節在國外已廣泛應用，在國內也逐漸推廣。國內410t/h鍋爐風機應用變頻技術的電廠有花園發電廠、四川華鎣山發電廠、佳木斯熱電廠、四川高壩發電廠、山東龍口發電廠等，從使用效果看，都令人滿意。在年度負載曲線和燃料費用正確配合的情況下，4～7年即可收回投資費用，各項目的投資回收年數主要取決于燃料成本、年/日負荷曲線、是否采用滑壓運行、風機的運行性能、機組煙風系統漏風情況等。
根據試驗結果合理選取變頻器功率，也可以進一步降低改造成本。
本方案的優點：安裝簡便、見效快、節電效果顯著、安全裕量大；調速范圍廣、調整特性曲線平滑，可以實現連續平穩的調速，可以獲得其它調速方式無法比擬的節能效果。
變頻器設備購置費用約130萬元(進口約180萬元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬元。變頻前電機、開關更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費用。
3.3鍋爐節電降損的其他有效手段
對可能影響風機經濟運行的不利因素進行全方位抑制和優化，如改善鍋爐的燃燒狀況，降低飛灰和大渣可燃物；降低空氣預熱器漏風，進行煙風道查漏；鍋爐參數壓紅線運行，制粉系統優化，降低二次風壓，減少二次風門的阻力；將不必要的阻力元件拆除，對管阻比重大但可以阻力降低的元件進行改造等等，都是節電降損的有效手段。
4結論
通過上面對引送風機節電改造方案的分析，結合公司目前調峰幅度小，機組全年運行達8000h的實際情況，我們認為宜采取更換風機和電機的方案。此方案具有投資少、工期短、不影響原來的運行方式的優點。
如實施改造時網上負荷供大于求，運行情況變為機組負荷調節頻繁，長期低負荷運行時，可采用變頻調速方案。但應注意的問題有：
(1)低壓變頻調速，應用已很廣泛、很成熟且效果非常顯著。而高壓變頻調速在發電廠大容量風機上的使用相對較少，在電廠運行的隱患和問題有沒有充分暴露？我們認為有待考驗。
(2)改造時使用國產高壓變頻器還是進口變頻器？現在高壓變頻器的原理又有幾種，到底哪一種可靠性最高，最適合本電廠？需要慎重研究和抉擇。
(3)現國產6kV電機綜合保護在抗干擾方面本來就相對薄弱，而高壓變頻器要產生一定的諧波是必然的，對6kV廠用保護和廠用計量到底能產生多大影響，會不會導致保護誤動和計量偏差過大需要澄清。
總之，隨著電力行業改革的不斷深化，廠網分家、競價上網等政策的逐步實施，我們認為重視并加強節電降損工作，積極引進、推廣先進技術，應用先進工藝設備，不斷加大技術創新和技術改造的力度，降低廠用電率，從而降低發電成本提高上網電價競爭力，必將成為各發電廠所努力追求的目標。
參考文獻
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