雙級(jí)動(dòng)調(diào)引風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能安全運(yùn)行實(shí)踐

胡振國

(大唐林州熱電有限責(zé)任公司，河南林州456561)

雙級(jí)動(dòng)調(diào)引風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能安全運(yùn)行實(shí)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(jí)動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻改造后的節(jié)能分析和動(dòng)葉開度固定后的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對當(dāng)前機(jī)組普遍低負(fù)荷下，使引風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗、變頻改造后安全運(yùn)行有很好的示范作用。

動(dòng)調(diào)引風(fēng)機(jī);變頻改造;節(jié)能;安全運(yùn)行

0 引言

由于大唐林州熱電1號(hào)機(jī)組工程設(shè)計(jì)值沒有脫硫增壓風(fēng)機(jī)，加上脫硫設(shè)備燃煤硫分3.0%設(shè)計(jì)，所以選取引風(fēng)機(jī)功率較大，加上一定的裕度，選用4700kW功率的電機(jī)。國內(nèi)機(jī)組普遍運(yùn)行負(fù)荷率較低，動(dòng)葉開度在45%左右運(yùn)行，電率高，能耗大，同時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)偏離，風(fēng)機(jī)效率下降可達(dá)10%以上，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重。進(jìn)行變頻改造，是降低電動(dòng)機(jī)能耗，提高風(fēng)機(jī)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(dòng)葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)上，效果較差，影響風(fēng)機(jī)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(tái)雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)的變頻改造，并通過試驗(yàn)，固定3個(gè)負(fù)荷區(qū)域的動(dòng)葉開度，使節(jié)能、安全、效率都達(dá)到完好的統(tǒng)一，對電廠節(jié)能降耗和經(jīng)濟(jì)效益有很好的示范作用。

1 改造前簡介

林州熱電廠1號(hào)機(jī)組配備上海鼓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的SAF28－17－2型，雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)流量為350m3/s，風(fēng)機(jī)全壓8573Pa，轉(zhuǎn)速為990r/min，電機(jī)功率4700kW。由于動(dòng)葉開度在45%左右，風(fēng)機(jī)工作在偏低效區(qū)域，造成能源的浪費(fèi)，一直高速工作下，風(fēng)機(jī)葉片磨損也大，縮短了壽命周期，增加了檢修量和費(fèi)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(yùn)行時(shí)間只有375h。引風(fēng)機(jī)在定速轉(zhuǎn)動(dòng)下，為了保持風(fēng)量在500t/h低負(fù)荷運(yùn)行，必需將動(dòng)葉開小，造成風(fēng)機(jī)效率只有70%多點(diǎn)，同時(shí)最主要的是電機(jī)電流大，電能利用極小。改造前引風(fēng)機(jī)典型負(fù)荷下運(yùn)行參數(shù)見表1。

表1 改造前引風(fēng)機(jī)典型負(fù)荷下運(yùn)行參數(shù)

2 引風(fēng)機(jī)變頻改造的理論依據(jù)

引風(fēng)機(jī)在定速轉(zhuǎn)動(dòng)下，調(diào)節(jié)風(fēng)量只能靠動(dòng)葉開度來控制。機(jī)組長期低負(fù)荷下運(yùn)行，動(dòng)葉開度在35%～55%變化，工況區(qū)域被迫在低效去運(yùn)行，使風(fēng)機(jī)效率只有70%～78%之間。相對而講，電動(dòng)機(jī)的電能消耗大部分被浪費(fèi)掉。

按照流體機(jī)械的相似定律:在一定負(fù)荷下，動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jī)電機(jī)功耗大，進(jìn)行低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，將引風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開大至適合的位置，除了提高風(fēng)機(jī)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(jī)電耗大幅下降，是主要的節(jié)能方向。

3 動(dòng)葉開度的確定與風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行

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

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

由于增加了動(dòng)葉的扭矩力，在設(shè)備管理上，將原有底盤與動(dòng)葉焊接式，全部更換成整體鍛打式葉片，增強(qiáng)了動(dòng)葉的整體性能，減少了磨損和熱應(yīng)力，進(jìn)一步提高了風(fēng)機(jī)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(dòng)1臺(tái)引風(fēng)機(jī)電機(jī)及風(fēng)機(jī)的方式。工頻與變頻切換采用手動(dòng)方式，風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)切換。

在自動(dòng)控制上，系統(tǒng)設(shè)置中對同一臺(tái)引風(fēng)機(jī)的變頻與動(dòng)葉的投入自動(dòng)條件中進(jìn)行了相互閉鎖設(shè)置，即同一臺(tái)引風(fēng)機(jī)不能同時(shí)投入變頻自動(dòng)和動(dòng)葉自動(dòng)。當(dāng)變頻器接收到變頻控制指令時(shí)，閉鎖動(dòng)葉開度在現(xiàn)有位置;當(dāng)變頻器接收到動(dòng)葉控制指令時(shí)，閉鎖變頻指令在現(xiàn)有位置，從而實(shí)現(xiàn)了3個(gè)負(fù)荷區(qū)域段變頻和動(dòng)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(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5 效果分析

結(jié)合林州電廠1號(hào)機(jī)組2014年運(yùn)行情況，引風(fēng)機(jī)變頻改造前后電耗分析見表2。

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

從表2可知，額定負(fù)荷下，變頻器不需要達(dá)到工頻頻率，就能滿足要求，引風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)動(dòng)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(tái)機(jī)組變頻器投資580萬元，兩年即可收回成本。

6 結(jié)語

動(dòng)調(diào)引風(fēng)機(jī)變頻改造，是針對當(dāng)前低負(fù)荷下進(jìn)行的節(jié)能改造，通過對負(fù)荷、風(fēng)量、動(dòng)葉扭矩及開度的研究，結(jié)合變頻理論和運(yùn)行實(shí)踐，找到了最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況區(qū)域，實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)電耗的大幅下降，并保證了風(fēng)機(jī)的安全可靠運(yùn)行，尤其對于大功率動(dòng)葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)，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(jī)中的應(yīng)用［J］.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2009 (1):57－58.

［2］李景銀，武興民.大型動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)性能計(jì)算［J］.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2004(2):16－19.

［3］王新生.動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)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