作者：石雪（xuě）鬆（sōng）　馮占宸

一、前言

隨著碳中（zhōng）和數字經濟發展，節能提效已（yǐ）經成為能源戰（zhàn）略的重中之（zhī）重，推進能源結構調整，引（yǐn）導傳統（tǒng）計量數（shù）字化（huà）轉型迫在眉睫。在我國熱電廠（chǎng）中，電廠用電量占總發（fā）電量的8%～10%，鍋爐風機消耗電量約占總廠（chǎng）用電的25％。實際使用中的風（fēng）機其運行效率低（dī）於80%的約占88%（圖1）。傳統電量統計無法實現遠程監控（kòng），存在5%的誤差，無法輸出精準報表。因此風機能耗數據（jù）需要精準（zhǔn）監控，同時輸出（chū）可視化（huà）、定（dìng）製化報表，才能（néng）製定合（hé）理的改造方案（àn）進行節能改造，提高風機運行（háng）效率。在保（bǎo）證運行技術參數的（de）前提下，通過采用高效節能產品代替老產品降低（dī）係統運（yùn）行能耗，有著十分重要的意義。

圖1

山東開泰（tài）電（diàn）廠二期鍋爐所配置的除塵原引風（fēng）機（jī）為JY75-38-12№19.5D，額（é）定風量170000 m³/h , 額定風壓6200Pa ,設計工況溫度145℃，工作轉速（sù）960r/min,配套的（de）YPT500-6型10kV電動機的額定功率500kW，原引風機實際運行工況點參數(見表（biǎo）1),運行過（guò）程（chéng）中常常發振動。

表1　引風（fēng）機改造前跟蹤測試情況

二、風機智慧運維

通過加裝風機智慧運維係統，對電（diàn）機電壓、電流、功率因素、頻率等電參數進行（háng）在線監測，根據風機運行時間（jiān）進行換算，可以準確（què）計算出能耗，並（bìng）且輸出能耗報表。同時結合監測到（dào）的（de）風機性能、安全參數（流量、壓力（lì）、溫度（dù）、振動等），便（biàn）於技術人員在機組運行過程中（zhōng）判別機組性能劣化趨勢，準確可靠的把握風機工作狀況，使得運（yùn）行（háng）、維護、管理人員心中有數。風機專家現場勘察，結合故障分析（xī）模塊輸出（chū）的分析報表，找出風機運行效率低下、頻繁振動的（de）原因：

1、原引風機的風量和風壓富餘（yú）量過大。

原引風機型號因鍋爐蒸（zhēng）發量所需的流量和係統阻力的要求，在確定風機的（de）風量、風壓和電機功率配置時，都（dōu）留較大的富餘量，鍋爐實際排煙溫度低於風機設計溫度約30-40℃左右，綜合因素導致風機實際運行工況點較大幅度偏離原設計佳工況點，長期處於低效率區運行，能源無（wú）效（xiào）損耗較大。

2、原引風機屬於七十年代（dài）風機產品

工況點設計理論效率（lǜ）為（wéi）80.2%。隨著近年來新型高效風機技術（shù）的發展，後傾（qīng）高效風機的出現（xiàn），其氣動（dòng）效率遠遠高於傳（chuán）統的前向風機。

3、積灰和磨損導（dǎo）致振動

現場工作人員根據風機智（zhì）慧運維係統發出的運維提醒及分（fèn）析預見了可能積灰和磨損現象，停機檢查也證明了我們的判（pàn）斷（duàn）。發現原引風機（jī）葉輪為前向型葉片，運行（háng）過程中極易積灰和磨損。通過對監測數（shù）據的統計研究，在可視化（huà）圖表上可以直觀的看到振動異常的變化（huà）趨勢（shì）。隨（suí）即製定維護策略（luè）：每6個月需重（chóng）新校正葉輪動平衡，每18個月需要更換新葉（yè）輪。

圖2 電廠引風機布置局部圖

圖3 風機（jī）在線監測

三、改（gǎi）造方案

據在線監測數據反饋的信息，原引風機通常運行工況為35Hz~43Hz之間,並且以（yǐ）40Hz運行相對較多，鍋爐蒸汽流（liú）量（liàng）約65t/h。經多次現場熱態實測風機輸（shū）出參數及煙道阻力（lì）參數（shù），以40Hz運行參數為電廠鍋爐日常狀態，經數據處理分析，確定改造方案。

1、量體裁衣，優化定（dìng）做新型高效風機

通過對原有引風機在線監測數據結果的計算，確定新引（yǐn）風機選型參數,常（cháng）用工（gōng）況風量135000m³/h,靜壓4400Pa量身定做了一款與運行狀況相匹配的新（xīn）型高效後傾風機，結合現場實測安裝尺寸，並對（duì）新引風機進行強度校核計算（suàn）後（hòu），確定新風機型號為LTF-702№19.8D，風機效率為89.3%，BMCR點設計效率均高於86%（見圖4）,TB點流量為BMCR點的1.28倍。

鍋爐處於（yú）負荷65t/h時（shí），風機運行軸功率為269kW，而（ér）選LTF-702№19.8D風機效率為86.5%，軸功率（lǜ）為233kW，軸功（gōng）率可降低13.3%，每小時大約（yuē）節電36度，按（àn）每年8000小時運行計算，新引風機比原引風機每年可節省電（diàn）能5.7kWX8000h=28.8萬kW.h。

圖4 新引風機性能曲線圖

表（biǎo）2 鍋爐負荷（hé）65t/h時，原引（yǐn）風機實測性（xìng）能與新引風機設計性能（néng）比較

 2、優化葉片結構，耐磨（mó）性能（néng）加強

采用後向板型葉片設計，不易積灰。設計了合理的葉片安裝角，在（zài）保證（zhèng）性能高效的同時，也有（yǒu）效適於確保合理的氣流正攻角，有效降低葉片進口（kǒu）磨損（sǔn）。本（běn）次節能（néng）改造方案確定如下：

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

其中，利用改造後的機（jī）殼組側麵與混（hún）凝基礎之間的富裕空間，增設了排汙管，方便檢修時風機內的積灰和汙水的排出。（見（jiàn）圖5）

圖5 新引風機結構（gòu）

四、節能效益統計和（hé）對比

新風機安裝後在40Hz運行時，對其參數進行現場測試，測得風機靜壓Pst=3400Pa，煙氣流（liú）量Q=14.2萬m³/h，計算軸功率為236kW,軸功率實際降（jiàng）低12.3%，每小（xiǎo）時大（dà）約節電33度，按運行8000小時/年計算每年可節省電能26.4萬kW.h，節能改造效益統計和對（duì）比（見（jiàn）表3）。

表3 改（gǎi）造節能效益統計表和對比

五、結論

改造後，引風機係統運行效率大幅度提高 ,節能效果顯（xiǎn）著；葉片為後傾型，不易（yì）積灰，具有良好的耐磨（mó）性及（jí）噪音低等特點，延長了（le）葉輪（lún）的使用壽（shòu）命，減（jiǎn）少風（fēng）機故障停（tíng）機次數，設備運行（háng）與維護費用下降： 采用變頻調節後，由於通過（guò）調節電機轉速實現節能（néng），在負（fù）荷率較低時，電機、風機轉速也降低，主（zhǔ）設備及相應輔（fǔ）助設備如軸（zhóu）承等磨損較前（qián）減輕，管網係統運行壽命延長。

節能降耗、降低生產成本是熱電行（háng）業在市場經濟中立足（zú）的重要基礎之一。采用風機節能改型和變頻技術（shù）對（duì）熱電廠主要輔機之一的引（yǐn）風機進行節能技術改造（zào）和（hé）運行調節 ,提高單機效率和係統運（yùn）行效率 ,大幅度節約用電，安全性好，工期（qī）短，順應（yīng）節能的發展趨勢，是當前電廠節能的重（chóng）要有效措施。

 作者簡介：

石雪鬆，原中國通用機械工業協會（huì）副秘書長、風機分會秘書長，主要（yào）從事（shì）風機行業管理工作。

馮占（zhàn）宸，沈（shěn）陽德瓦特汽輪（lún）動力有限責任公（gōng）司，主要從事透平（píng）壓縮機、汽輪（lún）機及（jí）控（kòng）製部分設計。

文章來源：中國工業新聞

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