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風(fēng)機節電降損管理的論文
摘要：通過(guò)對國華神木公司引送風(fēng)機設計、運行工況的數據分析，得出引送風(fēng)機電耗大，效率低的問(wèn)題，論證了引送風(fēng)機節電降損的幾種改造方案及其可行性，并針對國華神木公司具體情況進(jìn)行分析，提出了引送風(fēng)機改造的可行性建議方案。
關(guān)鍵詞：引送風(fēng)機節電降損
0引言
國華神木發(fā)電有限公司裝機2×100MW，2000年正式投運以來(lái)，通過(guò)不斷治理，機組安全可靠性已穩步提高，隨之“節電降損”這一運行經(jīng)濟性方面的提升措施也開(kāi)始啟動(dòng)。眾所周知，在發(fā)電廠(chǎng)中最可行最有效的節電措施就是降低廠(chǎng)用電，而發(fā)電廠(chǎng)輔機的經(jīng)濟運行，又直接關(guān)系到廠(chǎng)用電率的高低。
通過(guò)對運行資料進(jìn)行統計分析，該公司廠(chǎng)用電率為9%左右，相對較高。資料顯示，現代電站鍋爐，風(fēng)機的耗電約占發(fā)電機組廠(chǎng)用電的25%～30%，而該公司僅鍋爐送吸排三大風(fēng)機就占廠(chǎng)用電率40%以上，所以具有巨大的節電潛力。據估算，僅提高引送風(fēng)機運行效率的節能潛力可達1000kW以上，可降低廠(chǎng)用電的6%～7％；
為了適應機組進(jìn)一步降低廠(chǎng)用電率的需要，該公司組織進(jìn)行了2號爐的引送風(fēng)機的熱態(tài)試驗，以掌握該鍋爐所配套的引送風(fēng)機及其管路中的運行參數，作為經(jīng)濟性評價(jià)和改進(jìn)的依據，現將試驗的設備狀況，測試結果分析和建議改造方案介紹如下。
1設備狀況
1.1設計參數
機組每臺鍋爐配置引送風(fēng)機各兩臺。
1.1.1引風(fēng)機參數
型號：Y4-2×73-NO.25F；全壓：3.9kPa；額定轉速：730r/min;額定流量：461210m3/h;進(jìn)口尺寸：3250mm×1500mm;出口尺寸：2250mm×1625mm。配電動(dòng)機型號：YFD560-897.9A；額定轉速：750r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
1.1.2送風(fēng)機參數
型號：G4-73-N22F；全壓：6.08kPa；額定轉速：960r/min；額定流量：302400m3/h；進(jìn)口尺寸：2860mm×1320mm；出口尺寸：1980mm×1430mm。配電動(dòng)機型號：YFD500-692.3A；額定轉速：990r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
滿(mǎn)負荷時(shí)風(fēng)機設計參數見(jiàn)表1。
1.2運行情況
1.2.1額定負荷實(shí)際運行（目前運行方式）
額定負荷下實(shí)際運行時(shí)測得的引送風(fēng)機參數見(jiàn)表2。
1.3測試情況
1.3.1額定負荷實(shí)際需求（目前運行方式）
根據目前運行方式對額定負荷下進(jìn)行測試計算得到的引送風(fēng)機所需的功率如表3。
1.3.2引送風(fēng)機節能潛力
根據表2、表3可計算得到引送風(fēng)機的節能潛力如表4。
2測試結果分析
通過(guò)以上設計、運行及測試數據分析發(fā)現，目前引送風(fēng)機均運行在設計高效工況點(diǎn)以外，表現在以下幾個(gè)方面：
(1)鍋爐排煙溫度偏離風(fēng)機設計溫度35℃左右；
(2)引送風(fēng)機設計點(diǎn)遠離實(shí)際運行工況點(diǎn)，造成入口調節擋板節流損失過(guò)大。
節電潛力可從以下方面考慮：
(1)通過(guò)試驗，可以看出引送風(fēng)機目前條件下單臺風(fēng)機可以帶70％負荷以上。隨著(zhù)風(fēng)機可靠性的不斷提高，鍋爐低負荷穩燃技術(shù)的不斷進(jìn)步，大型鍋爐最低不投油穩燃負荷已可以降至30％BMCR，從節電的觀(guān)點(diǎn)看，單臺風(fēng)機現在一般都按50％負荷設計。
(2)管道阻力低于同類(lèi)型100MW機組的管道阻力，其主要原因是煙風(fēng)道按200MW機組配套且采用的是電除塵器而非水膜除塵器。
(3)煙囪高度高，自拔力大，可以減少引風(fēng)機出力。
(4)煙道漏風(fēng)小，引風(fēng)機前氧量?jì)H為3.8％，其主要原因是采用了管式空氣預熱器。
(5)通過(guò)改造引送風(fēng)機提高其運行全壓和效率，將因擋板節流而浪費的耗功降至最低。
(6)通過(guò)現場(chǎng)試驗及重新設計計算，初步確定引送風(fēng)機的合理參數如表5。
3節電降損方案分析
3.1送風(fēng)機改造方案
按設計煤種計算出送風(fēng)風(fēng)量裕度＝1.1,權衡后風(fēng)量按設計煤種取理論計算值為72.6kg/s(217800m3/h)。
額定負荷時(shí)送風(fēng)管阻為3407Pa,則折算后管阻為3877Pa（已考慮溫度及大氣壓的影響），風(fēng)壓余量取為1.16，則設計管阻4500Pa;
從測試的結果看，二次風(fēng)壓大（2800Pa左右），完全可以降下來(lái)，根據經(jīng)驗可降至1500Pa左右，至于二次風(fēng)壓降低對爐內燃燒造成的影響，這只是燃燒調整問(wèn)題。從這個(gè)角度看，風(fēng)壓還可以再降低。壓頭裕度大于1.16。
送風(fēng)機改造方案可確定為更換風(fēng)機或變頻改造，方案實(shí)施后電機耗電約360kW。
方案一：更換與機組匹配的送風(fēng)機，可以選小一號的G4-73-N0.20F型送風(fēng)機，其額定參數如表6。
方案一的節電效益：
節電系數0.7
省耗功率120kW
實(shí)際耗功400kW
風(fēng)機年運行小時(shí)數7000h
年節電588MWh
電價(jià)0.302元/kWh
效益17.76萬(wàn)元
送風(fēng)機本體設備購置費用約15萬(wàn)元，電機購置費用約15萬(wàn)元，安裝材料及其它綜合費用約10萬(wàn)元，兩年即可收回投資費用。
方案二——變頻改造其節電效益如下：
變頻器設備購置費用約130萬(wàn)元(進(jìn)口180萬(wàn)元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬(wàn)元，變頻前電機、開(kāi)關(guān)更換等隱性開(kāi)支約30萬(wàn)元，約5～6年左右即可收回投資費用。
3.2引風(fēng)機改造方案
3.2.1方案之一：更換低轉速電機
該方案實(shí)施后,在測試條件下，電機轉速580r/min左右時(shí)即可滿(mǎn)足需要，電機耗功低于338kW，投資少，見(jiàn)效快，節電效果明顯，安全裕量小。
隨著(zhù)機組老化，漏風(fēng)率增加，煤質(zhì)變差等因素的出現，可能發(fā)生出力不足現象。
本方案除電機需改造外，其它部件均不改動(dòng)，原電機基礎無(wú)需改動(dòng)，可以根據現有風(fēng)機情況，制作配套電機。單臺電機成本大約在15萬(wàn)人民幣。
實(shí)施方案要求：
空氣預熱器、電除塵等漏風(fēng)率要嚴格控制在目前水平；額定負荷時(shí)引風(fēng)機前氧量不高于5；確保電機轉速不低于580r/min、功率500kW,選購高效安全可靠與引風(fēng)機匹配的的電機。
節電效益如下：
節電系數0.6
省耗功率136kW
實(shí)際耗功360kW
風(fēng)機年運行小時(shí)數7000h
年節電1320MWh
電價(jià)0.302元/kWh
效益39.86萬(wàn)元
電機成本
單速15萬(wàn)元
雙速30萬(wàn)元
可見(jiàn)，不到半年就可收回成本。
3.2.2方案之二：更換為雙速電機
將現有的引風(fēng)機更換為雙速電機（580r/min和740r/min）。
本方案除電機需改造外，其它部件均不改動(dòng)，原電機基礎無(wú)需改動(dòng)，可以根據現有風(fēng)機情況，制作配套電機。單臺雙速電機成本大約在30萬(wàn)人民幣。
增加一檔轉速，是考慮到空氣預熱器、電除塵等漏風(fēng)惡化和單臺風(fēng)機帶70％負荷能力等因素。
本方案投資少，見(jiàn)效快，節電效果明顯，安全裕量大，不到1年即可收回投資費用。
3.2.3方案之三：變頻改造
從發(fā)展趨勢看，變頻調節方式為最佳調節方式。變頻調節在國外已廣泛應用，在國內也逐漸推廣。國內410t/h鍋爐風(fēng)機應用變頻技術(shù)的電廠(chǎng)有花園發(fā)電廠(chǎng)、四川華鎣山發(fā)電廠(chǎng)、佳木斯熱電廠(chǎng)、四川高壩發(fā)電廠(chǎng)、山東龍口發(fā)電廠(chǎng)等，從使用效果看，都令人滿(mǎn)意。在年度負載曲線(xiàn)和燃料費用正確配合的情況下，4～7年即可收回投資費用，各項目的投資回收年數主要取決于燃料成本、年/日負荷曲線(xiàn)、是否采用滑壓運行、風(fēng)機的運行性能、機組煙風(fēng)系統漏風(fēng)情況等。
根據試驗結果合理選取變頻器功率，也可以進(jìn)一步降低改造成本。
本方案的優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便、見(jiàn)效快、節電效果顯著(zhù)、安全裕量大；調速范圍廣、調整特性曲線(xiàn)平滑，可以實(shí)現連續平穩的調速，可以獲得其它調速方式無(wú)法比擬的節能效果。
變頻器設備購置費用約130萬(wàn)元(進(jìn)口約180萬(wàn)元)，安裝材料及其它綜合費用約20萬(wàn)元。變頻前電機、開(kāi)關(guān)更換等隱性開(kāi)支約30萬(wàn)元，約5～6年左右即可收回投資費用。
3.3鍋爐節電降損的其他有效手段
對可能影響風(fēng)機經(jīng)濟運行的不利因素進(jìn)行全方位抑制和優(yōu)化，如改善鍋爐的燃燒狀況，降低飛灰和大渣可燃物；降低空氣預熱器漏風(fēng)，進(jìn)行煙風(fēng)道查漏；鍋爐參數壓紅線(xiàn)運行，制粉系統優(yōu)化，降低二次風(fēng)壓，減少二次風(fēng)門(mén)的阻力；將不必要的阻力元件拆除，對管阻比重大但可以阻力降低的元件進(jìn)行改造等等，都是節電降損的有效手段。
4結論
通過(guò)上面對引送風(fēng)機節電改造方案的分析，結合公司目前調峰幅度小，機組全年運行達8000h的實(shí)際情況，我們認為宜采取更換風(fēng)機和電機的方案。此方案具有投資少、工期短、不影響原來(lái)的運行方式的優(yōu)點(diǎn)。
如實(shí)施改造時(shí)網(wǎng)上負荷供大于求，運行情況變?yōu)闄C組負荷調節頻繁，長(cháng)期低負荷運行時(shí)，可采用變頻調速方案。但應注意的問(wèn)題有：
(1)低壓變頻調速，應用已很廣泛、很成熟且效果非常顯著(zhù)。而高壓變頻調速在發(fā)電廠(chǎng)大容量風(fēng)機上的使用相對較少，在電廠(chǎng)運行的隱患和問(wèn)題有沒(méi)有充分暴露？我們認為有待考驗。
(2)改造時(shí)使用國產(chǎn)高壓變頻器還是進(jìn)口變頻器？現在高壓變頻器的原理又有幾種，到底哪一種可靠性最高，最適合本電廠(chǎng)？需要慎重研究和抉擇。
(3)現國產(chǎn)6kV電機綜合保護在抗干擾方面本來(lái)就相對薄弱，而高壓變頻器要產(chǎn)生一定的諧波是必然的，對6kV廠(chǎng)用保護和廠(chǎng)用計量到底能產(chǎn)生多大影響，會(huì )不會(huì )導致保護誤動(dòng)和計量偏差過(guò)大需要澄清。
總之，隨著(zhù)電力行業(yè)改革的不斷深化，廠(chǎng)網(wǎng)分家、競價(jià)上網(wǎng)等政策的逐步實(shí)施，我們認為重視并加強節電降損工作，積極引進(jìn)、推廣先進(jìn)技術(shù)，應用先進(jìn)工藝設備，不斷加大技術(shù)創(chuàng )新和技術(shù)改造的力度，降低廠(chǎng)用電率，從而降低發(fā)電成本提高上網(wǎng)電價(jià)競爭力，必將成為各發(fā)電廠(chǎng)所努力追求的目標。
參考文獻
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