循環(huán)流化床鍋爐引風機液偶調(diào)速改造分析

姚明偉

（國能集團寧夏煤業(yè)有限責任公司烯烴一分公司，寧夏 銀川 750000）

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)逐漸進入智能化和現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式，然而，許多工業(yè)廠區(qū)仍然使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備和管理方式，逐漸跟不上時代發(fā)展的腳步，尤其是對于循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)中，引風機液偶轉(zhuǎn)速調(diào)整的問題上，存在著許多漏洞和不足。

1 循環(huán)流化床鍋爐概況

1．1 循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐在工業(yè)建造過程中，采用的是工業(yè)化程度最高的燃煤凈化技術(shù)，其中主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含燃燒區(qū)域、循環(huán)系統(tǒng)兩個部分組成。由于循環(huán)流化床鍋爐是在傳統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上進行完善和發(fā)展，因此，循環(huán)流化床鍋爐的基礎(chǔ)設(shè)計理念和運行方式與傳統(tǒng)模式基本相同，但是，兩者又存在許多不同之處。在日常工作中，循環(huán)流化床鍋爐的運行模式最大特點是運行效率高。并且循環(huán)流化床技術(shù)在運行過程中不僅強化了原料燃燒和整體脫硫的反應(yīng)過程，還促使了循環(huán)流化床鍋爐容量擴大到工業(yè)電力可以接受的限度。循環(huán)流化床鍋爐在工業(yè)建設(shè)中有效地解決了熱學、力量學、材料學等基礎(chǔ)運行問題，同時有效地緩解了工業(yè)建設(shè)中有可能出現(xiàn)的膨脹、磨損以及溫度過高等工程建設(shè)問題，成為改善難以燃燒固體燃料能源的先進科學技術(shù)，比如，城市垃圾、河中淤泥、油頁巖石等。

1．2 引風機

引風機是通過葉輪的轉(zhuǎn)動從而產(chǎn)生相應(yīng)負向壓力，最終從設(shè)備中抽取空氣的一種工業(yè)設(shè)備。其設(shè)備主要應(yīng)用在鍋爐尾部，抽取鍋爐內(nèi)部的熱量和煙氣。在日常工作中，常見的引風機分為兩種，分別是負向使用的引風機和正向使用的鼓風機。引風機的使用范圍十分廣泛，主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、礦井、隧道、車輛、鍋爐以及工業(yè)化爐窖的通風和引風，其中主要工作原理與壓縮機基本相同，但是，由于引風機設(shè)備自身的氣體流速較低，其氣體壓力的變化曲線并不明顯，因此，在日常工作中不需要考慮自身氣體比容的變化，只需要把氣體進行不可壓縮流體的處理即可。

2 循環(huán)流化床鍋爐現(xiàn)狀

目前，許多煤礦能源企業(yè)在建設(shè)能源工廠時，對于運行鍋爐的選擇主要以循環(huán)流化床鍋爐為主，其中國能集團寧夏煤業(yè)有限責任公司烯烴一分公司二套裝置在建設(shè)時，裝置鍋爐是由東方鍋爐廠生產(chǎn)，型號為DG-280/9.81-II1，滿足車間生產(chǎn)的基本需求。

鍋爐整體為單爐膛，可以實現(xiàn)設(shè)備的通風狀態(tài)達到平衡，并且鍋爐內(nèi)部的雙U閥門原料返回設(shè)備有效的實現(xiàn)，循環(huán)流化床鍋爐處于固體狀態(tài)，連續(xù)性排放殘渣模式。但是，隨著工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，其自身技術(shù)被研發(fā)人員不斷完善，逐漸出現(xiàn)引風機無法調(diào)整運行速度的嚴重問題，在實際設(shè)備運行中，每當設(shè)備內(nèi)部液偶系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)速達到300～700r/min時，液偶的回油溫度會不斷上升，并且速度迅速加快，為了保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，只能把液偶轉(zhuǎn)速保持在900r/min，才能有效的保證回油溫度速度處于穩(wěn)定狀態(tài)。并且鍋爐在運行時，引風機不能充分的利用液偶轉(zhuǎn)速的特性進行操作，以此滿足爐膛結(jié)構(gòu)中，出口負壓的要求。此外，在項目設(shè)計時，鍋爐電機功率和風機風量設(shè)計選型均偏大較多，導(dǎo)致設(shè)備運轉(zhuǎn)時不能有效的與液偶進行匹配，造成液偶產(chǎn)生的熱量無法進行有效散發(fā)，最終使設(shè)備大面積發(fā)熱，并且隨著設(shè)備溫度的提升，內(nèi)部油溫隨之升高，一旦發(fā)生事故或者突發(fā)情況，不能及時進行設(shè)備控制，為了保證工廠、人員運轉(zhuǎn)安全，在設(shè)備開始發(fā)熱時，工作人員只能把液偶管道以及設(shè)備全部開啟，通過風機入風口擋板進行調(diào)節(jié)，從而很大程度上提升了工廠電力能源的消耗，增加運行成本。

3 循環(huán)流化床鍋爐調(diào)速改造方案

由于工廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對于流化床鍋爐系統(tǒng)中，引風機液偶調(diào)速的改造就顯得尤其重要。目前，許多工業(yè)液偶系統(tǒng)的整體流程為：液偶軸頭泵開始供油—冷油設(shè)備入口—冷油設(shè)備出口—液偶設(shè)備，其中所產(chǎn)生的勺管回油直接會進入液偶油箱，保證整體設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。

3．1 電氣控制

目前，工業(yè)化鍋爐在引風設(shè)備的選擇上會偏向變頻能力高壓對高壓的運行方式，并且比較青睞國外進口品牌，以實現(xiàn)設(shè)備運行質(zhì)量的保證。針對設(shè)備運行時的實際需求和建設(shè)環(huán)境，如果想更好地將引風機液偶調(diào)速能力進行全面提升，設(shè)計人員應(yīng)該把每臺引風機設(shè)備安放一套高壓變頻系統(tǒng)，依靠變頻系統(tǒng)中的頻率輸出，調(diào)整引風機液偶轉(zhuǎn)速，以此實現(xiàn)引風機自身風力的調(diào)節(jié)，從根本上提升系統(tǒng)的安全性能。此外，為了提升系統(tǒng)運行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計人員應(yīng)該重視變頻設(shè)備自動化性能，比如，加裝變頻設(shè)備自動工頻旁路裝置，如果一旦變頻器發(fā)生異常操作，進而停止運行時，設(shè)備基礎(chǔ)電機可以自動切換為工頻運行狀態(tài)，以保證整體結(jié)構(gòu)可以不受影響。

比如，設(shè)備運轉(zhuǎn)時，6千伏電源經(jīng)過電壓變頻裝置進入電路開關(guān)，并進行專項為高壓變頻裝置，其中變頻裝置電能輸出會途徑電路出線開關(guān)，至設(shè)備電動機區(qū)域，另外6千伏電源還可以直接經(jīng)過旁路開關(guān)，從而直接啟動設(shè)備電機區(qū)域。其中進出線開關(guān)和旁路開關(guān)的主要作用是：如果變頻裝置出現(xiàn)故障，進而發(fā)出故障信號，經(jīng)過設(shè)備內(nèi)部邏輯運算進行判斷后，跳開變頻設(shè)備內(nèi)部的線路斷路設(shè)備，以此將故障的變頻裝置進行隔離，當確認變頻裝置輸出開關(guān)斷開后，設(shè)備將自動鏈接旁路開關(guān)進行電力供應(yīng)，最終啟動電機設(shè)備，保證整體結(jié)構(gòu)的安全運行。由于進出線開關(guān)和旁路開關(guān)的位置主要分布在旁路狀態(tài)切換柜中，因此開關(guān)之間具備一定程度的電氣鎖裝置和五防裝置，以保障維修時的人員安全。

3．2 液偶系統(tǒng)流程改造

對于鍋爐設(shè)備中，液偶系統(tǒng)流程來說，合理的運行流程是保證其高效運行的基礎(chǔ)條件，如果想實現(xiàn)引風機液偶轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，就需要對其運行流程進行合理的調(diào)整。

第一，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中需要工作人員在冷油環(huán)節(jié)中，增加一臺冷油設(shè)備，并且將設(shè)備中的液偶勺管回油口連接到新增加冷油器的入口，而冷油器另一端的出口需要返回到液偶油箱。

第二，重新制定水資源系統(tǒng)的循環(huán)模式，從原有循環(huán)系統(tǒng)的一次閥門與二次閥門之間增加引管路，依靠二次閥門進行日常調(diào)節(jié)和控制，保證新舊冷油設(shè)備的進水總量，圖1為液偶系統(tǒng)改造圖。

第三，對于液偶系統(tǒng)流程的改造，除了需要針對設(shè)備流程進行合理完善，對于引風機設(shè)備占地方式也需要重點關(guān)注，由于引風機主體和風機側(cè)面轉(zhuǎn)軸直徑并不相同，為了保證設(shè)備位置可以準確安放，設(shè)計人員需要根據(jù)廠區(qū)地面環(huán)境和設(shè)備運行狀態(tài)進行合理的改良。

圖1 液偶系統(tǒng)改造圖

此外，為了平衡設(shè)備周邊各個方面的傳遞力，設(shè)備在安放時應(yīng)該使用膜片聯(lián)軸器進行連接，其中設(shè)備底座電機區(qū)域也同樣需要重新測量、打孔，并且采用地腳螺栓的方式進行設(shè)備固定。

3．3 改造效果分析

根據(jù)以上改造方法針對廠區(qū)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐引風機液偶轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，所獲的的數(shù)據(jù)進行對比分析，如表1，引風機改造數(shù)據(jù)表。

表1 引風機改造數(shù)據(jù)表

從以上表格數(shù)據(jù)可以得知，如果廠區(qū)運用合理的改造方法，一定程度上可以實現(xiàn)液偶運行時轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。并且設(shè)備經(jīng)過調(diào)整后，電能的使用效率得到了提高，其中根據(jù)表格數(shù)據(jù)進行計算，每小時電能功率節(jié)省了2250-1470=780（kW·h），如果廠區(qū)每年設(shè)備的平均運行時間為8000小時，每年設(shè)備可節(jié)約電能總量約為：780kW×8000h=624萬（kW·h），那么按照城市平均電能費用進行計算，每年可節(jié)省電力能源費用約為：624×0.391=243.36萬元/年。

4 結(jié)語

由此可見，隨著社會經(jīng)濟、科技的快速發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)中，創(chuàng)新意識和科學技能成為衡量當代綜合能力的重要因素。然而，在廠區(qū)工業(yè)生產(chǎn)中，對于循環(huán)流化床鍋爐引風機液偶轉(zhuǎn)速的要求逐漸提升，加上傳統(tǒng)模式下液偶熱量無法正常散出，導(dǎo)致設(shè)備急速發(fā)熱，內(nèi)部油溫高，如果出現(xiàn)突發(fā)情況工作人員無法進行控制，因此，改良整體運行結(jié)構(gòu)，提升轉(zhuǎn)速工作效率成為當下研究的重點。