電站風(fēng)機(jī)的節(jié)能途徑探討

馮軒

摘 ?要：國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電廠具有分布范圍廣泛的特點(diǎn)，在電力能源再生領(lǐng)域方面，電站風(fēng)機(jī)為電廠運(yùn)行提供了相應(yīng)的保障。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)逐漸引入國(guó)外領(lǐng)先技術(shù)，不斷提高電站風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，在經(jīng)濟(jì)節(jié)能方面取得了較好發(fā)展水平。但是電站風(fēng)機(jī)的改造領(lǐng)域仍具有較大發(fā)展空間。文章針對(duì)電站風(fēng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、節(jié)能途徑等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電站風(fēng)機(jī);節(jié)能改造;途徑分析

中圖分類號(hào)：TM621 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）01-0125-02

Abstract： Large-scale thermal power plants in China have the characteristics of a wide range of distribution. In the field of power energy regeneration， power plant fans provide a corresponding guarantee for the operation of power plants. Over the years， China has gradually introduced foreign leading technology， continuously improved the operation efficiency of power plant fans， and achieved a good level of development in terms of economic and energy saving. However， there is still a lot of room for development in the field of fan transformation in power plant. In this paper， the development status and energy-saving ways of fan in power station are discussed.

Keywords： power station fan; energy-saving transformation; way analysis

引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電站風(fēng)機(jī)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果，主要原因在于動(dòng)葉、靜葉調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的大范圍使用。當(dāng)下，軸流風(fēng)機(jī)的使用范圍大幅增加，其使用范圍和適用深度已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)離心式風(fēng)機(jī)。同時(shí)，電廠在風(fēng)機(jī)使用中，對(duì)其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益的重視程度逐漸增加，低效運(yùn)行風(fēng)機(jī)必須及時(shí)進(jìn)行改造處理。但是受風(fēng)機(jī)型號(hào)、制造效果、維護(hù)水平等影響，電廠的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況、耗電功率等存在明顯差異性。

1 國(guó)內(nèi)電站風(fēng)機(jī)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 電站風(fēng)機(jī)概述

從一般意義上分析，電站風(fēng)機(jī)，即安裝在電站內(nèi)部的風(fēng)機(jī)，主要是指與鍋爐密切相關(guān)的三大類風(fēng)機(jī)，包括引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)對(duì)電站設(shè)備的運(yùn)行而言，屬于關(guān)鍵性設(shè)備，風(fēng)機(jī)的選擇和應(yīng)用中必須結(jié)合燃料助燃能力、攜帶燃料效果等步驟運(yùn)行狀況。

1.2 電站風(fēng)機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀

電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，其可靠度、經(jīng)濟(jì)性是較為關(guān)鍵的兩大指標(biāo)。相關(guān)資料表明，一般電站風(fēng)機(jī)的耗電量相對(duì)較高，占整個(gè)電廠的2%-3%。為此，及時(shí)進(jìn)行電站風(fēng)機(jī)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的分析具有重要價(jià)值，這對(duì)整個(gè)機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、電廠正常工作等均會(huì)產(chǎn)生直接影響作用。新時(shí)期，國(guó)內(nèi)電站風(fēng)機(jī)在使用方面，引入了更為現(xiàn)今的使用技術(shù)，包括儀器設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等。對(duì)廠區(qū)運(yùn)行狀況、業(yè)績(jī)效果等均產(chǎn)生了直接影響。一方面，動(dòng)葉調(diào)節(jié)、靜葉調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的使用逐漸增多，部分文獻(xiàn)結(jié)果表明，當(dāng)下大容量機(jī)組中使用較多的便是軸流風(fēng)機(jī)，其使用率高于離心式風(fēng)機(jī)。隨著電廠對(duì)電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行的重視程度逐漸增加，實(shí)際工作中風(fēng)機(jī)改造力度也發(fā)生了巨大變化，其中液力耦合器、變頻調(diào)節(jié)控制等方面的應(yīng)用逐漸增多。

2 國(guó)內(nèi)電站風(fēng)機(jī)節(jié)能途徑的探討

2.1 結(jié)合鍋爐型號(hào)進(jìn)行風(fēng)機(jī)的合理選擇

從滿足電廠運(yùn)行狀況出發(fā)，必須加強(qiáng)高效風(fēng)機(jī)的使用，風(fēng)機(jī)種類不同，其在實(shí)際應(yīng)用中所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、耗電率是不同的。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，上述狀況與風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力特性息息相關(guān)。

首先，風(fēng)機(jī)選型、設(shè)計(jì)參數(shù)方面的分析。風(fēng)機(jī)型號(hào)、設(shè)計(jì)質(zhì)量等都會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況產(chǎn)生直接影響，只有保持在合理范圍內(nèi)，方可最大程度的提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。一旦超出相關(guān)要求，風(fēng)機(jī)將無(wú)法達(dá)到高效運(yùn)行區(qū)域，風(fēng)機(jī)性能將會(huì)大打折扣，甚至發(fā)生事故問(wèn)題，嚴(yán)重降低了機(jī)組運(yùn)行安全。反之無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化要求時(shí)，可能會(huì)不能滿足風(fēng)量、風(fēng)壓的需求，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生阻滯、緩慢運(yùn)行等狀況。

其次，風(fēng)機(jī)種類選擇中。從阻力特性分析，熱負(fù)荷不同，發(fā)電機(jī)組可能會(huì)出現(xiàn)異常工作問(wèn)題。必須針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)化、嚴(yán)密化的計(jì)算，及時(shí)進(jìn)行阻力預(yù)測(cè)。從風(fēng)機(jī)負(fù)荷特性方面分析，機(jī)組滿足安全運(yùn)行需求的條件下，方可考慮其負(fù)荷率大小。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，一般選擇耗電量小的風(fēng)機(jī)。此外，還要考慮各種費(fèi)用的問(wèn)題，包括設(shè)備安裝費(fèi)、基礎(chǔ)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)用出發(fā)，需對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比對(duì)后方可確定最終結(jié)果。

2.2 電站風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方法

電站運(yùn)行環(huán)節(jié)中，其鍋爐的燃料一般來(lái)源于燃煤，相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行狀況、運(yùn)行效果等可能會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性特點(diǎn)，因此，電站風(fēng)機(jī)選擇中必須預(yù)留出足夠的空間。另外，電站風(fēng)機(jī)機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷并非固定值，考慮調(diào)峰機(jī)組作用下，負(fù)荷率會(huì)發(fā)生變化。因此，必須對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，方可最大程度的保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效果。

首先，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這是當(dāng)下較為合理的調(diào)節(jié)方式。無(wú)極變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)在電廠中具有較為廣泛的應(yīng)用，如調(diào)速型液力耦合器、變頻器。必須在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)上及時(shí)進(jìn)行變速裝置的安裝，首先要考慮風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)的匹配度。這對(duì)系統(tǒng)阻力特性是否滿足高效運(yùn)行等起到了重大影響，可明顯提高運(yùn)行效率。因此，安裝變速調(diào)節(jié)設(shè)備前，要結(jié)合實(shí)際狀況對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，保證其與管網(wǎng)的匹配程度。從圖1中可以看出，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率將會(huì)得到明顯提升。其次，轉(zhuǎn)子固有頻率的校核中，必須考慮變速裝置的合理安裝。理論上分析，轉(zhuǎn)速一定的狀況下，要避免軸系扭振和轉(zhuǎn)子發(fā)生共振狀況。

2.3 電站風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)中的注意事項(xiàng)

第一、變頻調(diào)節(jié)分析。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)高壓變頻器的使用逐漸增多，變頻器價(jià)格發(fā)生了較大幅度的下調(diào)，這對(duì)國(guó)內(nèi)電站運(yùn)行中，設(shè)備變頻效果、調(diào)速能力等起到了一定作用。不可否認(rèn)變頻器的價(jià)格、效果、可靠度會(huì)對(duì)電站風(fēng)機(jī)的更新和進(jìn)步起到較大影響。如某電廠風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，如果當(dāng)下已經(jīng)安裝的變頻器并未具有較為明顯的節(jié)電能力;設(shè)備故障頻繁，安裝變頻器后并未明顯改善;且設(shè)備后續(xù)停用的;購(gòu)買(mǎi)和安裝變頻器設(shè)備的費(fèi)用和安裝后實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益成果不匹配等狀況。上述三種實(shí)例均為常見(jiàn)現(xiàn)象，因此，變頻器選擇中，必須考慮多方數(shù)據(jù)的影響、性能測(cè)試結(jié)果等內(nèi)容，從后期經(jīng)濟(jì)效益狀況出發(fā)進(jìn)行設(shè)備種類的選擇。另一方面，結(jié)合風(fēng)機(jī)運(yùn)行效果進(jìn)行分析，必須盡量選擇高穩(wěn)定性的變頻器。最后，自動(dòng)切換裝置的影響，這一裝置會(huì)對(duì)變頻器切換、鍋爐燃燒等產(chǎn)生直接影響。

第二、高壓變頻器的可靠性。變頻器是一個(gè)大功率的電子設(shè)備。變頻器使用中，經(jīng)常發(fā)生產(chǎn)品故障、外界因素引發(fā)的跳閘事故，這一現(xiàn)象容易引發(fā)鍋爐爐膛熄火，進(jìn)而導(dǎo)致電力風(fēng)機(jī)機(jī)組的貢獻(xiàn)效果下降。因此，從提高變頻器可靠度的角度出發(fā)，一定要合理進(jìn)行廠家的選擇，保證其實(shí)際業(yè)績(jī)符合預(yù)期要求，并且在變頻器跳閘的狀況下，要采取可靠有效的措施，這對(duì)后續(xù)自動(dòng)恢復(fù)風(fēng)機(jī)工頻起到了較大影響，可保證供電通暢度，又是維持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的必要措施。

3 風(fēng)機(jī)改造流程

風(fēng)機(jī)改造中，第一、要進(jìn)行改造前試驗(yàn)，風(fēng)機(jī)改造前，必須及時(shí)進(jìn)行性能測(cè)試。方可獲得較為準(zhǔn)確的阻力特性和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，從而確定風(fēng)機(jī)參數(shù)、進(jìn)出口管道布置效果。第二、風(fēng)機(jī)改造范圍的確定。改造試驗(yàn)處理前，必須先進(jìn)行風(fēng)機(jī)類型的合理選擇，降低工作量、工作成本，盡可能的保留原來(lái)設(shè)備。需引起相關(guān)人員關(guān)注的是，改造環(huán)節(jié)中，必須針對(duì)各種改造方案進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化，并及時(shí)提出有針對(duì)性的建議。如部分風(fēng)機(jī)可經(jīng)由改造風(fēng)機(jī)葉片的方法達(dá)到降低能耗的目的，該方法具有成本低、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。相比于變頻器的購(gòu)入、安裝，會(huì)獲得更高的回報(bào)率。第三、進(jìn)出口管道的優(yōu)化和改造。不合理的進(jìn)出口管道，極易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行受到阻礙。一般條件下，要進(jìn)行改裝方式的選擇，避免彎道位置增加導(dǎo)流葉片的操作，這對(duì)提高風(fēng)機(jī)工作效果、降低系統(tǒng)阻力、控制電量能耗等均起到了積極影響。第四、高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求。安裝過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守安裝說(shuō)明，提高操作方法的規(guī)范性，并嚴(yán)格掌控安裝質(zhì)量，保證風(fēng)機(jī)后續(xù)運(yùn)行效果。第六、啟動(dòng)調(diào)試。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)工況屬于特殊工況，必須引起相關(guān)部門(mén)的重視度，加強(qiáng)風(fēng)機(jī)在并列工況下并聯(lián)運(yùn)行效果的合理考慮，為風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行提供保障，降低搶風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生幾率。第七、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化控制。材料選擇中，要加強(qiáng)材質(zhì)、厚度方面的合理分析，對(duì)線管設(shè)備磨損、腐蝕等作出合理預(yù)測(cè)。從細(xì)節(jié)出發(fā)，降低摩擦、磨損等狀況發(fā)生幾率，必要時(shí)可在集流器處增加中心渦消旋器，避免調(diào)節(jié)門(mén)在50%開(kāi)度狀況發(fā)生管道振動(dòng)等狀況。

4 結(jié)束語(yǔ)

風(fēng)機(jī)作為電站系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要設(shè)備，對(duì)機(jī)組電量具有較大影響。電力行業(yè)中，相關(guān)人員必須加強(qiáng)先進(jìn)設(shè)備的研究，降低電站風(fēng)機(jī)和國(guó)家使用風(fēng)的差距。實(shí)踐表明，必須及時(shí)進(jìn)行電站風(fēng)機(jī)性能的完善，提高發(fā)電效率、降低設(shè)備故障率，才能從根本上降低事故發(fā)生比例，提高電站風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。這也是保證電力行業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的必要條件，為整個(gè)社會(huì)的供電服務(wù)做出巨大貢獻(xiàn)。

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