引送风机节电降损的方案分析.doc

引送风机节电降损的方案分析

　　摘　要：通过对国华神木公司引送风机设计、运行工况的数据分析，得出引送风机电耗大，效率低的问题，论证了引送风机节电降损的几种改造方案及其可行性，并针对国华神木公司具体情况进行分析，提出了引送风机改造的可行性建议方案。
　　关键词：引送风机；节电；降损

Program analysis of power saving in the induced & forced draft fan

(Shanxi Guohuajingjie Energy Co.Ltd., Shenmu 719300, China)

　　Abstract:This article analyzed the design of induced &forced draft fan and the data of rated load condition, found out the problem of mass power consumption and inefficiency. It demonstrated several powersaving reconstruction project and its feasibility. Thought analysis of the physical circumstance of Guohua Shenmu Co., putforward the feasibility proposed project.
　　Keywords:induced & forced draft fan; power saving; reduce dissipation

0 引言
　　国华神木发电有限公司装机2×100MW，2000年正式投运以来，通过不断治理，机组安全可靠性已稳步提高，随之“节电降损”这一运行经济性方面的提升措施也开始启动。众所周知，在发电厂中最可行最有效的节电措施就是降低厂用电，而发电厂辅机的经济运行，又直接关系到厂用电率的高低。
　　通过对运行资料进行统计分析，该公司厂用电率为9左右，相对较高。资料显示，现代电站锅炉，风机的耗电约占发电机组厂用电的25%～30%，而该公司仅锅炉送吸排三大风机就占厂用电率40% 以上，所以具有巨大的节电潜力。据估算，仅提高引送风机运行效率的节能潜力可达1000 kW以上，可降低厂用电的6%～7％；
　　为了适应机组进一步降低厂用电率的需要，该公司组织进行了2号炉的引送风机的热态试验，以掌握该锅炉所配套的引送风机及其管路中的运行参数，作为经济性评价和改进的依据，现将试验的设备状况，测试结果分析和建议改造方案介绍如下。
1设备状况
1.1设计参数
　　机组每台锅炉配置引送风机各两台。
1.1.1引风机参数
　　型号：Y42×73-NO.25F；全压：3.9kPa；额定转速：730r/min; 额定流量：461210m3/h;进口尺寸：3250mm×1500mm; 出口尺寸：2250mm×1625mm。配电动机型号：YFD560-897.9A；额定转速：750r/min；额定功率：800kW；额定电压：6000V。
1.1.2送风机参数
　　型号：G4-73-N22F；全压：6.08kPa；额定转速：960r/min；额定流量：302400m3/h；进口尺寸：2860mm×1320mm；出口尺寸：1980mm×1430mm。配电动机型号：YFD500-692.3A；额定转速：990r/min；额定功率：800kW；额定电压：6000V。
　　满负荷时风机设计参数见表1。

1.2运行情况
1.2.1额定负荷实际运行（目前运行方式）
　　额定负荷下实际运行时测得的引送风机参数见表2。

1.3测试情况
1.3.1额定负荷实际需求（目前运行方式）
　　根据目前运行方式对额定负荷下进行测试计算得到的引送风机所需的功率如表3。

1.3.2引送风机节能潜力
　　根据表2、表3可计算得到引送风机的节能潜力如表4。

2测试结果分析
　　通过以上设计、运行及测试数据分析发现，目前引送风机均运行在设计高效工况点以外，表现在以下几个方面：
　　(1) 锅炉排烟温度偏离风机设计温度35℃左右；
　　(2) 引送风机设计点远离实际运行工况点，造成入口调节挡板节流损失过大。
　　节电潜力可从以下方面考虑：
　　(1) 通过试验，可以看出引送风机目前条件下单台风机可以带70％负荷以上。随着风机可靠性的不断提高，锅炉低负荷稳燃技术的不断进步，大型锅炉最低不投油稳燃负荷已可以降至30％BMCR，从节电的观点看，单台风机现在一般都按50％负荷设计。
　　(2) 管道阻力低于同类型100MW机组的管道阻力，其主要原因是烟风道按200MW机组配套且采用的是电除尘器而非水膜除尘器。
　　(3) 烟囱高度高，自拔力大，可以减少引风机出力。
　　(4) 烟道漏风小引风机前氧量仅为3.8％，其主要原因是采用了管式空气预热器。
　　(5) 通过改造引送风机提高其运行全压和效率，将因挡板节流而浪费的耗功降至最低。
　　(6) 通过现场试验及重新设计计算，初步确定引送风机的合理参数如表5。

3节电降损方案分析
3.1送风机改造方案
　　按设计煤种计算出送风风量裕度＝1.1,权衡后风量按设计煤种取理论计算值为72.6kg/s (217800m3/h)。
　　额定负荷时送风管阻为 3407Pa,则折算后管阻为3877 Pa（已考虑温度及大气压的影响），风压余量取为1.16，则设计管阻4500 Pa;
　　从测试的结果看，二次风压大（2800 Pa左右），完全可以降下来，根据经验可降至1500 Pa左右，至于二次风压降低对炉内燃烧造成的影响，这只是燃烧调整问题。从这个角度看，风压还可以再降低。压头裕度大于1.16。
　　送风机改造方案可确定为更换风机或变频改造，方案实施后电机耗电约360kW。
　　方案一：更换与机组匹配的送风机，可以选小一号的G4-73-N0.20F型送风机，其额定参数如表6。

　　方案一的节电效益：
　　节电系数　　0.7
　　省耗功率　　120kW
　　实际耗功　　400kW
　　风机年运行小时数　7000h
　　年节电　　588MWh
　　电价　　0.302元/kWh
　　效益　　17.76万元
　　送风机本体设备购置费用约15万元，电机购置费用约15万元，安装材料及其它综合费用约10万元，两年即可收回投资费用。
　　方案二——变频改造其节电效益如下：

　　变频器设备购置费用约130万元(进口180万元)，安装材料及其它综合费用约20万元，变频前电机、开关更换等隐性开支约30万元，约5～6年左右即可收回投资费用。
3.2引风机改造方案
3.2.1方案之一：更换低转速电机
　　该方案实施后,在测试条件下，电机转速580r/min左右时即可满足需要，电机耗功低于338kW，投资少，见效快，节电效果明显，安全裕量小。
　　随着机组老化，漏风率增加，煤质变差等因素的出现，可能发生出力不足现象。
　　本方案除电机需改造外，其它部件均不改动，原电机基础无需改动，可以根据现有风机情况，制作配套电机。单台电机成本大约在15万人民币。
　　实施方案要求：
　　空气预热器、电除尘等漏风率要严格控制在目前水平；额定负荷时引风机前氧量不高于5； 确保电机转速不低于580r/min、功率500kW,选购高效安全可靠与引风机匹配的的电机。
　　节电效益如下：
　　节电系数　　0.6
　　省耗功率　　136kW
　　实际耗功　　360kW
　　风机年运行小时数7000h
　　年节电　　　1320MWh
　　电价　　　　0.302元/kWh
　　效益　　　　39.86万元
电机成本
　　单速　　　　15万元
　　双速　　　　30万元
　　可见，不到半年就可收回成本。
3.2.2方案之二：更换为双速电机
　　将现有的引风机更换为双速电机（580 r/min和740r/min）。
　　本方案除电机需改造外，其它部件均不改动，原电机基础无需改动，可以根据现有风机情况，制作配套电机。单台双速电机成本大约在30万人民币。
　　增加一档转速，是考虑到空气预热器、电除尘等漏风恶化和单台风机带70％负荷能力等因素。
　　本方案投资少，见效快，节电效果明显，安全裕量大，不到1年即可收回投资费用。
3.2.3方案之三：变频改造
　　从发展趋势看，变频调节方式为最佳调节方式。变频调节在国外已广泛应用，在国内也逐渐推广。国内410t/h锅炉风机应用变频技术的电厂有花园发电厂、四川华蓥山发电厂、佳木斯热电厂、四川高坝发电厂、山东龙口发电厂等，从使用效果看，都令人满意。在年度负载曲线和燃料费用正确配合的情况下，4～7年即可收回投资费用，各项目的投资回收年数主要取决于燃料成本、年/日负荷曲线、是否采用滑压运行、风机的运行性能、机组烟风系统漏风情况等。
　　根据试验结果合理选取变频器功率，也可以进一步降低改造成本。
　　本方案的优点：安装简便、见效快、节电效果显著、安全裕量大；调速范围广、调整特性曲线平滑，可以实现连续平稳的调速，可以获得其它调速方式无法比拟的节能效果。 
　　变频器设备购置费用约130万元(进口约180万元)，安装材料及其它综合费用约20万元。变频前电机、开关更换等隐性开支约30万元，约5～6年左右即可收回投资费用。
3.3锅炉节电降损的其他有效手段
　　对可能影响风机经济运行的不利因素进行全方位抑制和优化，如改善锅炉的燃烧状况，降低飞灰和大渣可燃物；降低空气预热器漏风，进行烟风道查漏；锅炉参数压红线运行，制粉系统优化，降低二次风压，减少二次风门的阻力；将不必要的阻力元件拆除，对管阻比重大但可以阻力降低的元件进行改造等等，都是节电降损的有效手段。
4结论
　　通过上面对引送风机节电改造方案的分析，结合公司目前调峰幅度小，机组全年运行达8000 h的实际情况，我们认为宜采取更换风机和电机的方案。此方案具有投资少、工期短、不影响原来的运行方式的优点。
　　如实施改造时网上负荷供大于求，运行情况变为机组负荷调节频繁，长期低负荷运行时，可采用变频调速方案。但应注意的问题有：
　　(1) 低压变频调速，应用已很广泛、很成熟且效果非常显著。而高压变频调速在发电厂大容量风机上的使用相对较少，在电厂运行的隐患和问题有没有充分暴露？我们认为有待考验。
　　(2) 改造时使用国产高压变频器还是进口变频器？现在高压变频器的原理又有几种，到底哪一种可靠性最高，最适合本电厂？需要慎重研究和抉择。
　　(3) 现国产6kV电机综合保护在抗干扰方面本来就相对薄弱，而高压变频器要产生一定的谐波是必然的，对6kV厂用保护和厂用计量到底能产生多大影响，会不会导致保护误动和计量偏差过大需要澄清。
　　总之，随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，我们认为重视并加强节电降损工作，积极引进、推广先进技术，应用先进工艺设备，不断加大技术创新和技术改造的力度，降低厂用电率，从而降低发电成本提高上网电价竞争力，必将成为各发电厂所努力追求的目标。

参考文献

［1］吴民强.泵与风机节能技术问答［M］.北京：中国电力出版社.
［2］车长源.锅炉风机节能技术［M］.北京：中国电力出版社.