作(zuò)者(zhě)：石雪松　馮占宸(chén)

一、前言

随着碳中和(hé)數字經濟(jì)發展，節能(néng)提效(xiào)已經成為能源戰略的重(zhòng)中之重，推(tuī)進能源結(jié)構調整，引導傳統計(jì)量(liàng)數(shù)字化(huà)轉型迫在眉睫。在我國熱(rè)電廠中，電廠用電量(liàng)占總(zǒng)發電量的(de)8%～10%，鍋爐風機消耗(hào)電量(liàng)約占總廠用電的(de)25％。實際使用中(zhōng)的風機其(qí)運行(háng)效率(lǜ)低于80%的約(yuē)占88%（圖1）。傳統(tǒng)電量統計(jì)無法實現(xiàn)遠程(chéng)監控，存在(zài)5%的誤(wù)差，無法輸(shū)出精準報(bào)表。因此風(fēng)機能(néng)耗數(shù)據需要(yào)精(jīng)準監控，同(tóng)時輸(shū)出可視化、定制(zhì)化報(bào)表，才(cái)能制(zhì)定合理的改造(zào)方案進行節能(néng)改造，提高(gāo)風機運行效率。在保(bǎo)證運行技(jì)術參(cān)數的(de)前提下，通(tōng)過采(cǎi)用高效節(jiē)能産品(pǐn)代(dài)替老(lǎo)産品降低系統(tǒng)運行能耗(hào)，有着(zhe)十分(fèn)重要的意(yì)義。

圖1

山東開(kāi)泰(tài)電廠二期鍋爐(lú)所配置(zhì)的(de)除塵(chén)原引(yǐn)風機為jy75-38-12№19.5d，額(é)定風(fēng)量170000 m³/h , 額定風(fēng)壓6200pa ,設計(jì)工(gōng)況溫(wēn)度145℃，工作(zuò)轉(zhuǎn)速960r/min,配(pèi)套的(de)ypt500-6型(xíng)10kv電動機(jī)的額(é)定功率500kw，原引風機實際運(yùn)行工況點參數(shù)(見表1),運行過程(chéng)中常常發(fā)振動。

表1　引風(fēng)機改造(zào)前跟蹤測(cè)試情(qíng)況

二(èr)、風(fēng)機(jī)智慧(huì)運維

通過加裝風機(jī)智慧運維(wéi)系統，對電機電(diàn)壓、電流(liú)、功率因(yīn)素、頻率等電(diàn)參數進行在線監(jiān)測，根(gēn)據(jù)風(fēng)機運(yùn)行時(shí)間進行換算，可以準确計算出(chū)能耗，并且輸出能耗(hào)報表。同時結(jié)合(hé)監測(cè)到的(de)風機性能(néng)、安全參數（流量(liàng)、壓力、溫度、振(zhèn)動等），便于技(jì)術人(rén)員在機組運行(háng)過程中判别機組性能劣(liè)化趨(qū)勢，準(zhǔn)确可(kě)靠的(de)把握(wò)風(fēng)機(jī)工作狀況，使得運行(háng)、維護、管理(lǐ)人員(yuán)心中有數。風機(jī)專家(jiā)現場(chǎng)勘察，結合故障分析(xī)模塊輸出的分析報表(biǎo)，最終找(zhǎo)出風機運行效(xiào)率低下(xià)、頻繁振動的原因(yīn)：

1、原引(yǐn)風機(jī)的(de)風量和風壓(yā)富餘(yú)量過(guò)大。

原引風(fēng)機型(xíng)号因鍋爐最大蒸發(fā)量(liàng)所(suǒ)需的(de)流量和系統阻力的(de)要求，在确(què)定(dìng)風機的風量(liàng)、風壓和(hé)電機功(gōng)率配置(zhì)時(shí)，都留(liú)較大的(de)富餘量(liàng)，鍋爐實(shí)際排煙溫度低(dī)于風機(jī)設計溫度約30-40℃左右，綜合因素導緻風機實(shí)際運(yùn)行工(gōng)況點較大幅度偏離原設(shè)計最(zuì)佳工況點，長期處于(yú)低效(xiào)率區運行，能源(yuán)無效(xiào)損耗(hào)較大。

2、原引(yǐn)風機屬于(yú)七十(shí)年(nián)代(dài)風機産品(pǐn)

工況點設(shè)計理論(lùn)效率最高為(wéi)80.2%。随着近年(nián)來新(xīn)型高效風(fēng)機技術(shù)的發(fā)展(zhǎn)，後傾(qīng)高(gāo)效(xiào)風機(jī)的出(chū)現(xiàn)，其(qí)氣動(dòng)效率(lǜ)遠遠高于(yú)傳統的(de)前向風(fēng)機。

3、積灰和(hé)磨損(sǔn)導緻振(zhèn)動

現場工作人員(yuán)根據風機(jī)智(zhì)慧運維(wéi)系統發出的運(yùn)維提醒及分析(xī)預見了可能積灰和(hé)磨(mó)損現象(xiàng)，停機(jī)檢查也證明了我(wǒ)們的判(pàn)斷。發現原引風機葉(yè)輪(lún)為前向(xiàng)型葉片，運行過程中極易積灰(huī)和磨(mó)損(sǔn)。通過對(duì)監測數據的統計研究，在(zài)可視(shì)化圖表上(shàng)可以直觀的看到振(zhèn)動(dòng)異(yì)常的(de)變化(huà)趨勢。随即(jí)制(zhì)定(dìng)維護策略：每6個(gè)月需重新(xīn)校正葉輪動平衡，每(měi)18個(gè)月需要(yào)更換(huàn)新葉輪。

圖2 電廠(chǎng)引風機布(bù)置局部圖

圖(tú)3 風機在(zài)線監測(cè)

三、改造(zào)方(fāng)案(àn)

據在線監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋(kuì)的(de)信息，原引(yǐn)風機(jī)通常運(yùn)行工況(kuàng)為35hz~43hz之(zhī)間,并且以(yǐ)40hz運行相對較多(duō)，鍋爐蒸(zhēng)汽流(liú)量(liàng)約65t/h。經多(duō)次(cì)現場(chǎng)熱态實測(cè)風機(jī)輸出參數及煙道(dào)阻力參數，以(yǐ)40hz運行(háng)參數為(wéi)電(diàn)廠鍋爐日常狀(zhuàng)态，經(jīng)數(shù)據處理分析(xī)，确定改造方案。

1、量體裁衣(yī)，優化定做新型(xíng)高效(xiào)風機(jī)

通過對原(yuán)有(yǒu)引風機(jī)在線監測數據(jù)結果的計算，确(què)定新(xīn)引風(fēng)機(jī)選型參數,常用工(gōng)況風量(liàng)135000m³/h,靜(jìng)壓4400pa量(liàng)身定做了一款(kuǎn)與運行狀(zhuàng)況相(xiàng)匹配的新型高(gāo)效後傾風(fēng)機，結合現(xiàn)場實測安(ān)裝尺寸，并對新(xīn)引風(fēng)機進行強(qiáng)度校(xiào)核(hé)計算後，确定(dìng)新風機型(xíng)号為ltf-702№19.8d，風機(jī)最高(gāo)效率(lǜ)為89.3%，bmcr點設計(jì)效率均高于86%（見(jiàn)圖4）,tb點流量為bmcr點的1.28倍。

鍋爐處于(yú)負荷65t/h時(shí)，風機運(yùn)行軸(zhóu)功率為269kw，而選ltf-702№19.8d風機效率為(wéi)86.5%，軸功率為233kw，軸(zhóu)功率可(kě)降低(dī)13.3%，每小(xiǎo)時大約節電36度(dù)，按每年(nián)8000小時運行計算，新引風(fēng)機比(bǐ)原引風機(jī)每年可節(jiē)省電能5.7kwx8000h=28.8萬kw.h。

圖4 新引風(fēng)機性(xìng)能曲(qǔ)線圖

表2 鍋爐(lú)負荷65t/h時(shí)，原引風機實測性能與新引風(fēng)機設計(jì)性能比較

 2、優(yōu)化(huà)葉(yè)片結構，耐磨性(xìng)能加(jiā)強

采用後(hòu)向闆(pǎn)型葉片(piàn)設計，不易積(jī)灰(huī)。設計了(le)合理(lǐ)的葉片安(ān)裝角(jiǎo)，在保證性(xìng)能高效的同時(shí)，也有(yǒu)效适(shì)于确(què)保合理(lǐ)的(de)氣流(liú)正攻(gōng)角(jiǎo)，有效降(jiàng)低葉片進口磨(mó)損。本(běn)次(cì)節(jiē)能改(gǎi)造方案确(què)定如(rú)下：

更換範圍：機(jī)殼、葉輪、進(jìn)風機口，原基(jī)礎、原電(diàn)動機、原傳(chuán)動組(zǔ)（軸承箱、軸(zhóu)承和(hé)主軸）和原進出(chū)口軟(ruǎn)連接均利(lì)舊，風(fēng)機改造後(hòu)不再安裝入(rù)口調節門，風(fēng)機參(cān)數的(de)調節由變(biàn)頻調節完成。

其中，利(lì)用改造後(hòu)的機殼組(zǔ)側面與混凝基(jī)礎之間的(de)富(fù)裕空間(jiān)，增設了排(pái)污管，方便檢修(xiū)時風(fēng)機内的積灰和(hé)污水的排出。（見(jiàn)圖5）

圖(tú)5 新引風機結構

四、節能效益統計和對比(bǐ)

新風(fēng)機安(ān)裝(zhuāng)後(hòu)在40hz運行時(shí)，對其(qí)參數進(jìn)行現場(chǎng)測試，測得風機(jī)靜壓pst=3400pa，煙氣流量q=14.2萬m³/h，計算軸(zhóu)功(gōng)率(lǜ)為236kw,軸功率實際(jì)降低12.3%，每(měi)小時大約節(jiē)電33度(dù)，按運(yùn)行(háng)8000小(xiǎo)時/年計算(suàn)每年可(kě)節(jiē)省電(diàn)能26.4萬kw.h，節能改造效益統(tǒng)計和對(duì)比（見表3）。

表3 改造(zào)節能效益(yì)統計表和(hé)對(duì)比

五(wǔ)、結(jié)論

改造後(hòu)，引風(fēng)機系(xì)統(tǒng)運(yùn)行效(xiào)率大幅度(dù)提高 ,節能(néng)效果顯著(zhe)；葉片為(wéi)後(hòu)傾型(xíng)，不易積灰，具有(yǒu)良好的耐(nài)磨性(xìng)及噪(zào)音低等特(tè)點，延(yán)長了葉輪的使(shǐ)用壽命，減(jiǎn)少風機故障停機次(cì)數，設備運(yùn)行與維護費用(yòng)下降(jiàng)： 采用變頻(pín)調節後，由于通過調節電(diàn)機轉(zhuǎn)速實現節(jiē)能，在負荷(hé)率較(jiào)低時(shí)，電機、風機轉速(sù)也降(jiàng)低，主設備(bèi)及相應輔(fǔ)助設(shè)備如軸(zhóu)承等磨(mó)損較前(qián)減輕，管(guǎn)網系統運行壽(shòu)命延長(zhǎng)。

節能降(jiàng)耗、降低生産成(chéng)本是熱(rè)電行業在市場經濟中(zhōng)立足的(de)重要基(jī)礎之一。采(cǎi)用風(fēng)機節能改型和(hé)變頻技術對熱電廠主要輔機之(zhī)一的(de)引(yǐn)風機(jī)進行節能技術(shù)改造和運(yùn)行調(diào)節 ,提(tí)高單(dān)機效(xiào)率和系統運行(háng)效率 ,大幅度節約用電，安全性(xìng)好，工期短(duǎn)，順應(yīng)節能的發展趨(qū)勢，是(shì)當前(qián)電廠節能的重要有(yǒu)效措施。

 作者(zhě)簡介：

石雪松，原中(zhōng)國通用機(jī)械工(gōng)業協會副秘書長、風機(jī)分會秘書長，主要從事(shì)風機行業(yè)管理工作(zuò)。

馮占宸，沈(shěn)陽德(dé)瓦特(tè)汽輪(lún)動(dòng)力有(yǒu)限(xiàn)責任(rèn)公司，主要(yào)從事(shì)透平壓(yā)縮機、汽輪機及控制部(bù)分設計。

文章來(lái)源：中國工業新聞

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