作者：石雪松　馮占宸

一、前言

随(suí)着碳中和(hé)數字經濟發展，節能提效已經成為能源戰略的重(zhòng)中之重，推進能源結構調整，引導傳統計量數字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。在我國熱電廠中，電廠用電量占(zhàn)總(zǒng)發電量的8%～10%，鍋爐風機(jī)消耗電量約占總廠用電的25％。實際使用中的風機其(qí)運行效率(lǜ)低于80%的(de)約占88%（圖1）。傳統電量(liàng)統計無法實現遠(yuǎn)程監控，存在5%的誤差，無法輸出精準報表。因此風(fēng)機能耗數據需要精準監控，同(tóng)時輸出可視化、定制(zhì)化報表，才能制定合理的改造(zào)方案進行節(jiē)能改造，提高風機(jī)運行效率(lǜ)。在保證運行技術參數的(de)前提下，通過采用高效節能産品代(dài)替老産品降低系統運行(háng)能耗，有着十分重要的意義。

圖1

山東開泰電廠(chǎng)二期鍋爐所配置(zhì)的除塵原引風機為JY75-38-12№19.5D，額定風量170000 m³/h , 額定風(fēng)壓6200Pa ,設計(jì)工況溫(wēn)度145℃，工作轉(zhuǎn)速960r/min,配套的YPT500-6型10kV電動機的額(é)定功率500kW，原引風機實際運行工況點參數(shù)(見表1),運行過程中常常發振動。

表1　引(yǐn)風機改造前跟蹤測試情況

二(èr)、風機智慧運維

通過加裝風機智慧運維系(xì)統，對電機電壓、電流、功率(lǜ)因素、頻率等電參數進行在(zài)線監(jiān)測，根據風機運行時間進行(háng)換算(suàn)，可以準确計(jì)算出能耗(hào)，并且輸出能耗(hào)報表。同時結合監測到的風機性能、安全(quán)參數（流量、壓力、溫度、振動等），便于技術人員在機組運行過程中判别機組性能劣化趨(qū)勢，準确可靠的(de)把握風機工作狀況，使得運行、維護、管理人員心中有數。風機專家現場(chǎng)勘察，結合故障分析模塊輸出的分析報表，最終找出風機運行效率低下、頻繁振動的原因：

1、原引風機的風(fēng)量和風壓富餘量過大。

原引風機型(xíng)号因鍋爐(lú)最大蒸發量所需的流量和系統阻力的要求，在确定風機的風量、風壓和電機功率配置時(shí)，都留較大的富餘量，鍋爐實(shí)際排煙溫度低于風機設計溫度約30-40℃左右，綜合因素導(dǎo)緻風機實際運行工況點較大幅度(dù)偏離原設計最(zuì)佳工況點，長期處于低效率區運行，能(néng)源無效損耗較大(dà)。

2、原引風機屬于七(qī)十年代風機産品

工況點設計理論效率最高為(wéi)80.2%。随着近年來新型高(gāo)效風機(jī)技術的發展(zhǎn)，後傾高效(xiào)風機的出(chū)現，其氣動效率遠遠高于傳統的前向風機。

3、積灰和磨損導緻振動

現場工作人員(yuán)根據(jù)風機智慧運維(wéi)系統發出的運(yùn)維提醒及分析預見了可能積灰和磨損現象，停機檢查(chá)也證明了我們的判斷。發現原引風機葉輪為前向型葉片，運行過程中極易積灰和磨損。通(tōng)過對(duì)監測數據的統計研究，在(zài)可視化圖表上可(kě)以直觀(guān)的看到振動異常的變化趨勢。随即制定維護策略(luè)：每6個月需重新(xīn)校(xiào)正葉輪動平(píng)衡，每(měi)18個月(yuè)需要更換新葉輪。

圖2 電廠引風(fēng)機布置局部圖

圖(tú)3 風機在(zài)線監測

三、改造方案

據在(zài)線監測數據反饋的(de)信(xìn)息，原引風機通常運行工況為35Hz~43Hz之間,并且以40Hz運(yùn)行相對較多，鍋爐蒸汽流量(liàng)約65t/h。經多次現場熱态(tài)實測風機(jī)輸出(chū)參數(shù)及煙道(dào)阻力參數，以40Hz運行參數(shù)為電廠鍋爐日(rì)常狀态，經數據(jù)處理分析，确定改造方案。

1、量體(tǐ)裁衣(yī)，優化定做新型高效風機

通過對原(yuán)有引風機在線監(jiān)測數據結果的計算，确定新引風機選型參數,常用工(gōng)況(kuàng)風量(liàng)135000m³/h,靜壓4400Pa量身定做了一款與運行狀況相(xiàng)匹配的新型高效後傾風(fēng)機，結合現場實測安裝尺(chǐ)寸，并對新引風機進行強度校核計算後，确定(dìng)新風機型号為LTF-702№19.8D，風機最高(gāo)效率為89.3%，BMCR點設計(jì)效(xiào)率均高于86%（見圖4）,TB點流量為BMCR點的1.28倍。

鍋爐(lú)處于負(fù)荷65t/h時，風機運(yùn)行軸功(gōng)率(lǜ)為269kW，而選LTF-702№19.8D風機效率為86.5%，軸功率為233kW，軸功率可降低13.3%，每小時大約節電36度(dù)，按每(měi)年8000小時運行(háng)計算，新引風機比原引風機(jī)每年可節省電能5.7kWX8000h=28.8萬kW.h。

圖4 新(xīn)引風機性能曲(qǔ)線圖

表2 鍋爐負荷65t/h時，原引風機實測性能與新引風機設計性能比較

 2、優化葉片結構，耐磨性(xìng)能加強

采用後向闆型葉片設計，不易積灰。設計了合理的葉片安裝角(jiǎo)，在保證性能高效的(de)同時，也有效适于确保合(hé)理的氣(qì)流正攻角，有效降低葉片進口磨損。本次節能改(gǎi)造方案确定如下(xià)：

更換範圍：機殼、葉輪、進風機口，原基礎、原電動機、原傳動組(zǔ)（軸承箱、軸承和主軸）和原(yuán)進出口軟連接均利舊，風機改造後不再安裝入口調節門，風(fēng)機參數的調節由變頻調節完成(chéng)。

其中，利用改造後的機殼組側面與混凝基礎之間(jiān)的富裕空間，增設了排污(wū)管，方便檢修時風(fēng)機内的積灰和污水的排(pái)出。（見圖5）

圖5 新引風機結構

四、節(jiē)能效益統計和(hé)對比(bǐ)

新風機安(ān)裝後在40Hz運行時，對其參數進行現場測試(shì)，測得風機靜壓Pst=3400Pa，煙氣流量(liàng)Q=14.2萬m³/h，計(jì)算(suàn)軸(zhóu)功率為236kW,軸功率(lǜ)實際降低12.3%，每小時大約節(jiē)電33度，按運行8000小時/年計算每年可節(jiē)省(shěng)電能26.4萬(wàn)kW.h，節能改造效益統計(jì)和對比（見表3）。

表(biǎo)3 改造節能效益(yì)統計表和對比

五、結論

改(gǎi)造後，引風機系統運行效率大(dà)幅度提高 ,節能效果顯著；葉片為後傾型，不易(yì)積灰，具有良(liáng)好的耐磨性及噪音低等特點，延長了葉輪的使(shǐ)用(yòng)壽命，減少風機故(gù)障停機次數，設(shè)備運行與維護費(fèi)用下降： 采用(yòng)變頻(pín)調節後，由于通過調節電機轉速實現節能，在負荷率較低時，電機、風機(jī)轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較(jiào)前減輕，管網系(xì)統運行壽命延長。

節能降耗、降低生産成本是熱電(diàn)行業(yè)在(zài)市場經濟中(zhōng)立足的重要基礎之一。采用風機節(jiē)能改型和變頻(pín)技(jì)術對熱電廠主要輔機之一(yī)的引風機進行節能技術(shù)改造和運行調節 ,提高單機效率和系統運行效率 ,大幅(fú)度節約用電，安(ān)全性好，工期短(duǎn)，順(shùn)應節能的發展趨(qū)勢，是當前電廠節(jiē)能的重(zhòng)要有效措(cuò)施。

 作者簡介：

石雪松，原中國通用(yòng)機械工業協會副秘書長(zhǎng)、風機分會秘書長，主要從事風(fēng)機行業(yè)管理工作。

馮占宸，沈陽德瓦特(tè)汽輪動力有限責任公司，主要從事透平壓縮機、汽輪機及控制部分(fèn)設(shè)計。

文章來源：中國工業新(xīn)聞

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