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風(fēng)機(jī)節(jié)電降損管理的論文
摘要：通過對(duì)國(guó)華神木公司引送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、運(yùn)行工況的數(shù)據(jù)分析，得出引送風(fēng)機(jī)電耗大，效率低的問題，論證了引送風(fēng)機(jī)節(jié)電降損的幾種改造方案及其可行性，并針對(duì)國(guó)華神木公司具體情況進(jìn)行分析，提出了引送風(fēng)機(jī)改造的可行性建議方案。
關(guān)鍵詞：引送風(fēng)機(jī)節(jié)電降損
0引言
國(guó)華神木發(fā)電有限公司裝機(jī)2×100MW，2000年正式投運(yùn)以來，通過不斷治理，機(jī)組安全可靠性已穩(wěn)步提高，隨之“節(jié)電降損”這一運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性方面的提升措施也開始啟動(dòng)。眾所周知，在發(fā)電廠中最可行最有效的節(jié)電措施就是降低廠用電，而發(fā)電廠輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又直接關(guān)系到廠用電率的高低。
通過對(duì)運(yùn)行資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，該公司廠用電率為9%左右，相對(duì)較高。資料顯示，現(xiàn)代電站鍋爐，風(fēng)機(jī)的耗電約占發(fā)電機(jī)組廠用電的25%～30%，而該公司僅鍋爐送吸排三大風(fēng)機(jī)就占廠用電率40%以上，所以具有巨大的節(jié)電潛力。據(jù)估算，僅提高引送風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的節(jié)能潛力可達(dá)1000kW以上，可降低廠用電的6%～7％；
為了適應(yīng)機(jī)組進(jìn)一步降低廠用電率的需要，該公司組織進(jìn)行了2號(hào)爐的引送風(fēng)機(jī)的熱態(tài)試驗(yàn)，以掌握該鍋爐所配套的引送風(fēng)機(jī)及其管路中的運(yùn)行參數(shù)，作為經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)和改進(jìn)的依據(jù)，現(xiàn)將試驗(yàn)的設(shè)備狀況，測(cè)試結(jié)果分析和建議改造方案介紹如下。
1設(shè)備狀況
1.1設(shè)計(jì)參數(shù)
機(jī)組每臺(tái)鍋爐配置引送風(fēng)機(jī)各兩臺(tái)。
1.1.1引風(fēng)機(jī)參數(shù)
型號(hào)：Y4-2×73-NO.25F；全壓：3.9kPa；額定轉(zhuǎn)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(jī)型號(hào)：YFD560-897.9A；額定轉(zhuǎn)速：750r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
1.1.2送風(fēng)機(jī)參數(shù)
型號(hào)：G4-73-N22F；全壓：6.08kPa；額定轉(zhuǎn)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(jī)型號(hào)：YFD500-692.3A；額定轉(zhuǎn)速：990r/min；額定功率：800kW；額定電壓：6000V。
滿負(fù)荷時(shí)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。
1.2運(yùn)行情況
1.2.1額定負(fù)荷實(shí)際運(yùn)行（目前運(yùn)行方式）
額定負(fù)荷下實(shí)際運(yùn)行時(shí)測(cè)得的引送風(fēng)機(jī)參數(shù)見表2。
1.3測(cè)試情況
1.3.1額定負(fù)荷實(shí)際需求（目前運(yùn)行方式）
根據(jù)目前運(yùn)行方式對(duì)額定負(fù)荷下進(jìn)行測(cè)試計(jì)算得到的引送風(fēng)機(jī)所需的功率如表3。
1.3.2引送風(fēng)機(jī)節(jié)能潛力
根據(jù)表2、表3可計(jì)算得到引送風(fēng)機(jī)的節(jié)能潛力如表4。
2測(cè)試結(jié)果分析
通過以上設(shè)計(jì)、運(yùn)行及測(cè)試數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，目前引送風(fēng)機(jī)均運(yùn)行在設(shè)計(jì)高效工況點(diǎn)以外，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)鍋爐排煙溫度偏離風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)溫度35℃左右；
(2)引送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)遠(yuǎn)離實(shí)際運(yùn)行工況點(diǎn)，造成入口調(diào)節(jié)擋板節(jié)流損失過大。
節(jié)電潛力可從以下方面考慮：
(1)通過試驗(yàn)，可以看出引送風(fēng)機(jī)目前條件下單臺(tái)風(fēng)機(jī)可以帶70％負(fù)荷以上。隨著風(fēng)機(jī)可靠性的不斷提高，鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)的不斷進(jìn)步，大型鍋爐最低不投油穩(wěn)燃負(fù)荷已可以降至30％BMCR，從節(jié)電的觀點(diǎn)看，單臺(tái)風(fēng)機(jī)現(xiàn)在一般都按50％負(fù)荷設(shè)計(jì)。
(2)管道阻力低于同類型100MW機(jī)組的管道阻力，其主要原因是煙風(fēng)道按200MW機(jī)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(jī)出力。
(4)煙道漏風(fēng)小，引風(fēng)機(jī)前氧量?jī)H為3.8％，其主要原因是采用了管式空氣預(yù)熱器。
(5)通過改造引送風(fēng)機(jī)提高其運(yùn)行全壓和效率，將因擋板節(jié)流而浪費(fèi)的耗功降至最低。
(6)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及重新設(shè)計(jì)計(jì)算，初步確定引送風(fēng)機(jī)的合理參數(shù)如表5。
3節(jié)電降損方案分析
3.1送風(fēng)機(jī)改造方案
按設(shè)計(jì)煤種計(jì)算出送風(fēng)風(fēng)量裕度＝1.1,權(quán)衡后風(fēng)量按設(shè)計(jì)煤種取理論計(jì)算值為72.6kg/s(217800m3/h)。
額定負(fù)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(shè)計(jì)管阻4500Pa;
從測(cè)試的結(jié)果看，二次風(fēng)壓大（2800Pa左右），完全可以降下來，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可降至1500Pa左右，至于二次風(fēng)壓降低對(duì)爐內(nèi)燃燒造成的影響，這只是燃燒調(diào)整問題。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(jī)改造方案可確定為更換風(fēng)機(jī)或變頻改造，方案實(shí)施后電機(jī)耗電約360kW。
方案一：更換與機(jī)組匹配的送風(fēng)機(jī)，可以選小一號(hào)的G4-73-N0.20F型送風(fēng)機(jī)，其額定參數(shù)如表6。
方案一的節(jié)電效益：
節(jié)電系數(shù)0.7
省耗功率120kW
實(shí)際耗功400kW
風(fēng)機(jī)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)7000h
年節(jié)電588MWh
電價(jià)0.302元/kWh
效益17.76萬元
送風(fēng)機(jī)本體設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用約15萬元，電機(jī)購(gòu)置費(fèi)用約15萬元，安裝材料及其它綜合費(fèi)用約10萬元，兩年即可收回投資費(fèi)用。
方案二——變頻改造其節(jié)電效益如下：
變頻器設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用約130萬元(進(jìn)口180萬元)，安裝材料及其它綜合費(fèi)用約20萬元，變頻前電機(jī)、開關(guān)更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費(fèi)用。
3.2引風(fēng)機(jī)改造方案
3.2.1方案之一：更換低轉(zhuǎn)速電機(jī)
該方案實(shí)施后,在測(cè)試條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)速580r/min左右時(shí)即可滿足需要，電機(jī)耗功低于338kW，投資少，見效快，節(jié)電效果明顯，安全裕量小。
隨著機(jī)組老化，漏風(fēng)率增加，煤質(zhì)變差等因素的出現(xiàn)，可能發(fā)生出力不足現(xiàn)象。
本方案除電機(jī)需改造外，其它部件均不改動(dòng)，原電機(jī)基礎(chǔ)無需改動(dòng)，可以根據(jù)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)情況，制作配套電機(jī)。單臺(tái)電機(jī)成本大約在15萬人民幣。
實(shí)施方案要求：
空氣預(yù)熱器、電除塵等漏風(fēng)率要嚴(yán)格控制在目前水平；額定負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)前氧量不高于5；確保電機(jī)轉(zhuǎn)速不低于580r/min、功率500kW,選購(gòu)高效安全可靠與引風(fēng)機(jī)匹配的的電機(jī)。
節(jié)電效益如下：
節(jié)電系數(shù)0.6
省耗功率136kW
實(shí)際耗功360kW
風(fēng)機(jī)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)7000h
年節(jié)電1320MWh
電價(jià)0.302元/kWh
效益39.86萬元
電機(jī)成本
單速15萬元
雙速30萬元
可見，不到半年就可收回成本。
3.2.2方案之二：更換為雙速電機(jī)
將現(xiàn)有的引風(fēng)機(jī)更換為雙速電機(jī)（580r/min和740r/min）。
本方案除電機(jī)需改造外，其它部件均不改動(dòng)，原電機(jī)基礎(chǔ)無需改動(dòng)，可以根據(jù)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)情況，制作配套電機(jī)。單臺(tái)雙速電機(jī)成本大約在30萬人民幣。
增加一檔轉(zhuǎn)速，是考慮到空氣預(yù)熱器、電除塵等漏風(fēng)惡化和單臺(tái)風(fēng)機(jī)帶70％負(fù)荷能力等因素。
本方案投資少，見效快，節(jié)電效果明顯，安全裕量大，不到1年即可收回投資費(fèi)用。
3.2.3方案之三：變頻改造
從發(fā)展趨勢(shì)看，變頻調(diào)節(jié)方式為最佳調(diào)節(jié)方式。變頻調(diào)節(jié)在國(guó)外已廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)也逐漸推廣。國(guó)內(nèi)410t/h鍋爐風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)的電廠有花園發(fā)電廠、四川華鎣山發(fā)電廠、佳木斯熱電廠、四川高壩發(fā)電廠、山東龍口發(fā)電廠等，從使用效果看，都令人滿意。在年度負(fù)載曲線和燃料費(fèi)用正確配合的情況下，4～7年即可收回投資費(fèi)用，各項(xiàng)目的投資回收年數(shù)主要取決于燃料成本、年/日負(fù)荷曲線、是否采用滑壓運(yùn)行、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行性能、機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)情況等。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)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、見效快、節(jié)電效果顯著、安全裕量大；調(diào)速范圍廣、調(diào)整特性曲線平滑，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)的調(diào)速，可以獲得其它調(diào)速方式無法比擬的節(jié)能效果。
變頻器設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用約130萬元(進(jìn)口約180萬元)，安裝材料及其它綜合費(fèi)用約20萬元。變頻前電機(jī)、開關(guān)更換等隱性開支約30萬元，約5～6年左右即可收回投資費(fèi)用。
3.3鍋爐節(jié)電降損的其他有效手段
對(duì)可能影響風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(yù)熱器漏風(fēng)，進(jìn)行煙風(fēng)道查漏；鍋爐參數(shù)壓紅線運(yùn)行，制粉系統(tǒng)優(yōu)化，降低二次風(fēng)壓，減少二次風(fēng)門的阻力；將不必要的阻力元件拆除，對(duì)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(jié)電降損的有效手段。
4結(jié)論
通過上面對(duì)引送風(fēng)機(jī)節(jié)電改造方案的分析，結(jié)合公司目前調(diào)峰幅度小，機(jī)組全年運(yùn)行達(dá)8000h的實(shí)際情況，我們認(rèn)為宜采取更換風(fēng)機(jī)和電機(jī)的方案。此方案具有投資少、工期短、不影響原來的運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)。
如實(shí)施改造時(shí)網(wǎng)上負(fù)荷供大于求，運(yùn)行情況變?yōu)闄C(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)頻繁，長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可采用變頻調(diào)速方案。但應(yīng)注意的問題有：
(1)低壓變頻調(diào)速，應(yīng)用已很廣泛、很成熟且效果非常顯著。而高壓變頻調(diào)速在發(fā)電廠大容量風(fēng)機(jī)上的使用相對(duì)較少，在電廠運(yùn)行的隱患和問題有沒有充分暴露？我們認(rèn)為有待考驗(yàn)。
(2)改造時(shí)使用國(guó)產(chǎn)高壓變頻器還是進(jìn)口變頻器？現(xiàn)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？需要慎重研究和抉擇。
(3)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)6kV電機(jī)綜合保護(hù)在抗干擾方面本來就相對(duì)薄弱，而高壓變頻器要產(chǎn)生一定的諧波是必然的，對(duì)6kV廠用保護(hù)和廠用計(jì)量到底能產(chǎn)生多大影響，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)和計(jì)量偏差過大需要澄清。
總之，隨著電力行業(yè)改革的不斷深化，廠網(wǎng)分家、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)等政策的逐步實(shí)施，我們認(rèn)為重視并加強(qiáng)節(jié)電降損工作，積極引進(jìn)、推廣先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)工藝設(shè)備，不斷加大技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造的力度，降低廠用電率，從而降低發(fā)電成本提高上網(wǎng)電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力，必將成為各發(fā)電廠所努力追求的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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