鍋爐引風機節(jié)能改造

1、鍋爐引風機節(jié)能改造分析摘要：本文介紹鍋爐風機效率及調速節(jié)能原理理論，并針對我公司鍋爐引風機設計、運行工況的 數(shù)據(jù)分析，指出引風機電耗高和效率低的原因，論證引風機節(jié)電降耗的幾種改造方案及其可行性，提 出引風機改造的可行性建議方案。關鍵詞： 風機節(jié)能改造效率 1概述在我國由于設計上的原因，高壓電動機往往存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，在某些場合即使裕度選 得不是很大，但由于工況存在負荷波動較大的情況，由于電動機不能跟著負荷的波動進行調節(jié)，能源 被大量浪費，并且造成了嚴重的環(huán)境污染。具統(tǒng)計，我國風機泵類的平均設計效率僅75%，比發(fā)達國家水平低5個百分點，系統(tǒng)運行效率比發(fā)達國家水平低2025個百分點，節(jié)電潛

2、力巨大。在國內火力發(fā)電廠的廠用電占總發(fā)電量的8%10%而鍋爐給水泵、凝結水泵、循環(huán)水泵占大容量機組總廠用電的 50%，鍋爐送風機、引風機消耗電量約占總廠用電的25%。因此提高風機的運行效率，對節(jié)能降耗有著重要的作用。要想更準確的評估和分析節(jié)能效果和收益，應組織進行風機的熱 態(tài)試驗，以掌握鍋爐所配套的風機及其管路中的運行參數(shù)，作為經(jīng)濟性評價和改進的依據(jù)，目前由于 條件限制，僅根據(jù)現(xiàn)有材料和運行數(shù)據(jù)，進行初步測算和分析。2風機改造的幾種方案我公司安裝兩臺無錫鍋爐廠生產(chǎn)的UG 260/9.8 h型鍋爐，每臺爐配南通金通靈風機廠制造單吸雙支撐離心風機兩臺，具體參數(shù)見表1:表1引風機參數(shù)項目名稱單位規(guī)范

3、項目名稱單位規(guī)范型號Y4-60-11 血 23.3D最咼效率%85.1風量M3/h252922 M3/h風機軸功率kw521風機入口質量流量kg/h225606葉輪直徑mm2330風機入口溫度C124電動機型號鼠籠式異步電動機 YKK500-6風機入口密度kg/m30.892電動機容量Kw630全壓Pa5992電動機電壓V6000風機入口溫度C124電動機電流A73.1額定轉速R/mi n985電動機轉數(shù)R /min985內效率%83.5內功率kw504我公司在安裝時就考慮了風機的節(jié)能，加裝了液力偶合器，但是在實際運行過程中液偶的開度 和風機轉速都很低，鍋爐帶滿負荷時（流量在240噸左右），兩

4、臺引風機液偶一般開度在27%左右，風機轉速在600700 R/min左右，在低負荷下風機轉速一般在420550 R/min，液偶一般開度在1220%左右。表示液力偶合器性能的特性參數(shù)主要有轉矩M轉速比i、轉差率S和調速效率（又稱液力偶合器效率）n v等，當忽略液力偶合器的軸承及鼓風損失時，其輸入轉矩M等于液力偶合器輸出的轉矩M。液力偶合器運行時其渦輪轉速m與泵輪轉速nB之比，稱為液力偶合器的轉速比i ,液力偶合器在設計工況點的轉速比i n是表示液力偶合器性能的一個重要指標，通常in = 0.970.98，液力偶合器在工作時，其轉速比一般在i = 0.40.98內，當i V 0.4時，由于轉速比

5、小，工作腔中充油量少，工作油升溫很快，工作腔內氣體量大，工作中常會出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況。液力偶合器 工作時泵輪與渦輪的轉速差與泵輪轉速之比的百分數(shù)稱為轉差率S,液力偶合器的轉差率除表示相對轉速差的大小外，還表示在液力偶合器中功率的傳動損失率，既S= （nB m） / n b=A P/ P b。液力偶合器的調速效率nv又稱為傳動效率，它等于液力偶合器的輸出功率P2與輸入功率Pl之比，n V = P2/P1疋Pt/Pb = nT/nB =i,即在忽略液力偶合器的機械損 失和容積損失等時，液力偶合器的調速效率等于轉速比，當液力偶合器工作時的轉速比較小，其調 速效率也越低，液力偶合器進行變速傳動時，其內部產(chǎn)

6、生的轉差損失功率并不是總隨著調速效率n V （亦即轉速比i ）的下降而增大的，而是在nV = i = 0.67時達到最大值，以后n v （i）下降時，轉差損失功率 P反而減少。根據(jù)此理論，我公司液力偶合器在風機轉速為657 R/min時轉差損失功率P最大，而我公司風機在滿負荷運行時基本在這一轉速上下波動，運行時轉差損失功率厶P很大。當風機在低負荷下運行時，液力偶合器的調速效率nv比較低，液力偶合器的能量損失是比較大的。根據(jù)這種情況必須對引風機系統(tǒng)進行改造，降低風機電耗。風機節(jié)能改造主要是通過提高風機運行全壓效率和調速效率、電機效率，將浪費的耗功降至最低；根據(jù)我公司目前情況主要有下面幾種方案：

7、、取消液力偶合器對電機進行變頻改造； 、液偶調速+電機改雙速； 、更換低速電機+液偶調速； 、風機重新選型整套更新3 一般風機改造的節(jié)能估算方法一般風機進行調速改造的節(jié)能經(jīng)濟估算方法介紹多從流體力學的原理，風機或水泵屬于平方轉矩負載，其轉速n與流量Q風壓H以及軸功率P具有如下關系， gn,Hn2, Pn3, P Q H ,既流量 與轉速成正比，風壓與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比，軸功率P還與風量（流量）Q風壓（揚程）H的乘積成正比，。如圖1所示，從風機的運行曲線圖來分析采用調速后的節(jié)能效果。圖1風機泵類調速節(jié)能原理示意圖當所需風量為不是風機的設計額定風量時，一般認為是與采用節(jié)流控

8、制（擋板）調節(jié)的辦法進行比較，認為這種調節(jié)方式通過改變管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)風阻特性曲線變化。曲線1為恒速n1下的H-Q特性曲線，曲線 2為管網(wǎng)風阻特性曲線（風門全開），當需要調節(jié)風量時，例如所需風量從100%減小到額定風量的70%即從圖中的Q1減小到Q2,如果用調節(jié)風門的方法調節(jié)時，管網(wǎng)風阻特性曲線從2變到3，系統(tǒng)的運行工況點為 A點,所需功率P1 Q1 H1，此時系統(tǒng)工作點從 A移至B,所需功率 P2 Q2 H2,可以看出雖然風量降低了，但風壓從H1變到H2增加了，因此軸功率 P基本沒有減小，而采用調節(jié)轉速來調節(jié)風量時，風機的轉速由原來的n1降至n2,根據(jù)風機參數(shù)比例定律可以畫出轉速n2下的H-

9、Q特性曲線4,此時風機工作在 C點，所需功率P3 Q2 H3從圖中可以看出在滿足同樣的 風量Q2的情況下，風壓降大幅度下降到H3,軸功率P也將隨之大幅度下降，通過降低轉速而節(jié)省的功率為：（P1 P3） P Q1 H Q1 （H 1 H 3）。其中的 H為調節(jié)流量的擋板前后壓差，由于風門 的全開節(jié)省了在風門上的壓力損耗，從而采用調速控制后可大大降低消耗功率。要了解其根源我們需要了解風機及其拖動電動機的功率和效率。風機的功率一般分為有效功率、內功率、軸功率、原動機 功率。3.1風機有效功率風機的有效功率指氣體從風機運轉所得到的功率，計算公式為：Pe qvp/10003其中Pe為有效功率，單位 kW

10、 qv為氣體流量，單位 m/s ； P為風機全壓，單位 Pa。離心風機的靜壓有效功率為巳或qv pst /10003.2風機的軸功率風機的軸功率指原動機（電動機）傳送到風機軸端上的功率，也稱為風機的輸入功率，它是風機 有效功率與流動損失、輪盤摩擦損失、泄漏損失、軸承軸端密封摩擦損失的功率之和，與有效功率的 關系可用下式表示：Pp Fe/ f，其中Pp為風機軸功率，R為有效功率，單位均kW f為風機總效 率。3.3原動機功率拖動風機運轉的電動機的輸入功率，即拖動負載要消耗的從電網(wǎng)來的進線有功功率計算公式為：RPg- ，其中Pg為電動機輸入功率，Pe為風機有效功率，單位均 kW g為電動機效率，d

11、g d f為傳動效率，f為風機總效率。對于較大容量的風機，選擇原動機（電動機）容量時，一般會取1.051.3的安全系數(shù) K,對于離心式的鍋爐引風機 K取1.3，除塵風機K取1.2。3.4風機的效率風機在工作時會產(chǎn)生機械損失、容積損失和流動損失，這些損失分別用機械效率m、容積效率流動效率I來衡量。風機總效率為:f m v I。離心風機的機械損失包括軸與軸承的摩擦損失、軸與軸密封端的摩擦損失及葉輪圓盤的摩擦損失，一般離心風機的機械效率m = 0.920.98。離心風機的容積損失是由于風機旋轉葉輪與靜止部件之間具有間隙，造成氣體從高壓區(qū)向低壓區(qū)的泄漏，流動的阻力摩擦損失稱為容積損失，一般離心風機的容

12、積效率v = 0.900.95。離心風機的流動損失是由于氣體從風機入口到出口流動的阻力摩擦損失和局部阻力損失以及工況變化造成的沖擊損失，一般離心風機的流動效率I = 0.80 0.95。風機的內功率R是指風機有效與容積損失、流動損失之和，內效率指風機有效與內功率之比：i = Pe/R，般風機的總效率作為風機經(jīng)濟性的指標，由于風機的機械傳動損失不能進行相似換算因此除去機械損失因素的內功率可作為風機相似換算的依據(jù)。一般離心風機的總效率為0.700.90 ,節(jié)能型的新一代離心風機設計總效率一般在0.80以上。3.5風機的入口導流器調節(jié)離心式風機一般采用入口導流器調節(jié)，導流器全開（90o ）時氣流無漩

13、流進入葉道，當調節(jié)轉動導流器葉片時氣流產(chǎn)生預漩，風機全壓降低，圖2中的性能曲線向下彎曲，隨著入口導流器角度的變小，風機性能曲線依次由1變?yōu)?、3、,使工況點往小流量區(qū)移動，工作點從A點依次變?yōu)锳'、A”、，達到調節(jié)流量減小滿足工況要求之目的。采用入口導流器調節(jié)的離心式風機比一般調節(jié)管道阻力的調節(jié)（如出口節(jié)流調節(jié)）方式要節(jié)能， 一般鍋爐送引風機當流量調節(jié)范圍在最大流量的60%90%時，一般采用軸向入口導流器調節(jié)方式比調節(jié)管道阻力的調節(jié)（如出口節(jié)流調節(jié)）方式可節(jié)約功率15%24%。圖2離心風機入口導流器調節(jié)特性曲線入口導流器調節(jié)的離心式風機的性能曲線的等效率曲線是類似一簇橢圓曲線，其長軸方

14、向與管路特性曲線方向垂直，如圖 3示意，從圖中可見其高效區(qū)比較窄，在風機入口導流器調節(jié)角度改變時， 風機的效率變化顯著。7161o3(0 150 0O:-_ -450 "'75° '175°55°6520% 30%qv圖3離心風機入口導流器調節(jié)效率曲線85下表2為某型號進口與國產(chǎn)某型號風機分別采用入口導流器調節(jié)與入口導流器開度調節(jié)時風機 效率比較。表2兩種風機入口導流器調節(jié)效率比較進口離心風機國產(chǎn)離心風機調節(jié)角度風機效率調節(jié)角度風機效率80o30%85o25%70o53%80o41%60o65%75o56%50o73%65o71%40o7

15、8%55o76%30o82%45o80%20o83%30o84%10o84%15o84%0o85%0o85%由上表可見，在風機采用入口導流器調節(jié)在角度30o以內（開度在65%上時）的風機內效率可保持較高值，隨著入口導流器調節(jié)角度的增大風機的效率有顯著下降。3.6風機的調速調節(jié)根據(jù)泵和風機的相似定律，當一臺風機分別在不同轉速n1, n2下工作時，其流量、全壓和軸功率分別有以下比例定律關系：qv1qv2;H 1口1 2()H 2n2;牛（匹）3°P2匕其中q“，H1，P分別為轉速時風機的流量、全壓和軸功率；qv2，H2，P2分別為轉速n2時風機的流量、全壓和軸功率。根據(jù)以上比例定律，可對

16、風機在不同轉速下的性能進行換算，如已知風機在轉速n1時的性能曲線H1-qvi、p-qvi、 i-qvi，可由曲線上任一點，根據(jù)qv2qvi也；H2 Hi（匹）2；P2R（匹）3從而繪ninin<,出在風機在轉速n2時的性能曲線 比-qv1、P - qv1、1 - qv1。其中H-qv特性曲線上，由 土 旦、2和A 0可推導出下列關系式：土 土，那么可知只（） 2 2H - qv特性曲線在同一拋物線上的工況點ni，n2, n3轉速下，1，1'，1 ”三個工況1 °H2 n2 qv2 n2qviqv2要是H Kqv2拋物線上的工況點彼此相似，在不同轉速下的其各點的效率相等，

17、相似拋物線又稱為等效率線。如圖中點的效率均為 2，2，2'，2”三個工況點的效率均為從圖4中可見，-qv曲線在轉速減小時向小流量方向移動，而一般風機設計額定工作點一般在其效率曲線的最高點附近，在導流閥全開情況下，鍋爐的風阻與流量 qv的關系理論曲線基本接近二次方拋物線曲線，是一條 H Kqv2等效率曲線。在一般風機運行速度范圍內（轉速在 40%100%額采用改變風機轉速調定轉速）風機的運行效率基本保持較高的額定工況點的效線，因此在風門全開、節(jié)時，風機的各個運行工況點的效率基本接近，都與風機設計的額定工況點的效率接近，因此風機在調速運行風機效率能夠保持在較高范圍內。3是某型號進口風機采用

18、變速調節(jié)時的效率。表3風機采用變速調節(jié)風機效率轉速100%91%81%71%61%51%41%效率84.5%81%82%81%83%82%78%這部分由于提高效率而節(jié)約的功率相對于一般節(jié)能分析提出的由于增大風門開度降低壓力損失 的H-Q面積所對應的功率而言，才是風機采用調速所達到的節(jié)約能量的最主要組成部分。HH=K'*qv2H=K"*qv21212'12"n1|n2n30qvi2oqvn3 n2 n1圖4風機等效率曲線與的效率特性曲線4風機運行情況分析每公斤燃料完全燃燒實際產(chǎn)生煙氣容積可通過下式計算：03vy= 1.866 (Car+0.375Sar)/10

19、0+ 0.111H ar + 0.0124M ar +1.11093V +0.008NarNmfkg排煙過剩空氣系數(shù)a取1.3。理論空氣量計算公式 ：V0=0.0889(C ar+0.375Sar)+0.265H ar-0.03330 arNriVkg理論燃料消耗量計算公式：B=Dgr ( i gr-i gs) +DPw ( i-i gs) / (耳Q) kg/SDgr過熱蒸汽流量kg/s i gr過熱蒸汽焓kj/kgigs給水焓kj/kg D pw 排污水量kg/s鍋爐排污率按照1%計算i汽包壓力下飽和水焓kj/kgn鍋爐熱效率，設計爐效：91.5%實際按照90%來計算Qr輸入熱量(完全燃燒

20、時，燃料低位發(fā)熱量)設計煤種和實際運行煤種參數(shù)項目符號單位設計值運行數(shù)據(jù)空氣干燥基水分Md%0.741.02收到基全水分Mr810.6干燥無灰基揮發(fā)分Vlaf%2733.22收到基灰分Aar%2820.7收到基碳Car%5245.92收到基氫Har%3.473.35收到基氧Qr%7.213.04收到基氮Nar%0.810.99收到基硫S,ar%0.80.82低位發(fā)熱量Qnet-arKJ/kg2051522244飽和水和過熱蒸汽焓值11MPa 215C 給水焓kj/kg9.0MPa 540 C過 熱蒸汽焓kj/kg10.0MPa 540 C過熱蒸汽焓kj/kg10.0MPa汽包壓力 下飽和水焓k

21、j/kg11MPa汽包壓力下 飽和水焓kj/kg923.63485.43475.114081450.6按照實際運行煤種計算結果過熱蒸汽流量t/h180.00200.00235.00250.00260.00280.00燃煤量kg/s6.417.128.378.909.229.93燃煤量t/h23.0825.6430.1332.0533.2035.76煙氣量標立Nmi/s43.6748.5357.0260.6662.8367.68124 C煙氣量m/s59.1865.7577.2682.1985.1391.70124 C煙氣量mi/h213034.32236704.80278128.1429588

22、0.99306481.36330111.85135 C煙氣量mi/s60.8267.5779.4084.4787.4994.24135 C煙氣量mi/h218937.03243263.37285834.46304079.21314973.29339258.53按照設計煤種計算結果過熱蒸汽流量t/h180.00200.00235.00250.00260.00280.00燃煤量kg/s6.957.729.079.6510.0010.77燃煤量t/h25.0227.8032.6734.7536.0038.77煙氣量標立3N m/s51.3457.0567.0371.3173.8679.56124 C

23、煙氣 量 mi/s69.5777.3090.8296.62100.08107.80124 C煙氣 量m/h250440.91278267.68326964.52347834.59360296.27388076.03135 C煙氣 量m/s71.4979.4493.3499.30102.86110.79135 C煙 氣量m/h257380.08285977.86336023.99357472.33370279.30398828.77鍋爐設計煤種和吸風機設計工況與幾種運行方案煙氣量比較：1 ）、鍋爐設計煙氣量：360296 m3/h，排煙溫度134C，吸風機入口煙氣溫度124C時每臺吸風機的煙氣流

24、量：180148 m3/h （50.04 m 3/s ）。332） 、吸風機銘牌出力：252922 m /h （70.3 m /s ）,煙氣溫度 124C。3） 、鍋爐低負荷（180t/h ）運行方式每臺吸風機的煙氣流量：125220ni/h （34.8 m 3/s ）。4） 、鍋爐最大運行方式（280t/h、每臺吸風機的煙氣流量：194038 m3/h （53.9 m 3/s ）。5） 、鍋爐目前實際運行方式（235t/h、每臺吸風機的煙氣流量：163482 m3/h （45.4 m 3/s ）。6） 、鍋爐額定運行方式（260t/h、每臺吸風機的煙氣流量：180148 m3/h （50.0

25、4 m 3/s ）。由上可見，吸風機銘牌出力富裕量較大，比鍋爐最大運行方式風量富裕約58884 nf/h，比低負荷運行方式風量富裕約127702ni/h ,比鍋爐目前實際運行方式富裕約89440 m3/h，比額定運行方3式風量富裕約 72774 m /h，流量富裕量為：23.3 50.5%。鍋爐設計和吸風機設計工況與幾種運行方案風機全壓比較：1） 、吸風機轉速：985r/min,銘牌全壓：5992Pa;密度0.892kg/m 32）、鍋爐設計本體（含鍋爐尾部煙道）總阻力：1494Pa,煙道阻力小于500Pa。設計煙氣量：360296m/h，每臺風機煙氣流量 180148 m/h。即風機入口靜壓

26、最大為-1994Pa,動壓一般等于靜壓的（10-20%）, 考慮風機內部流動阻力和對流體的壓縮，煙氣全壓增加（15-20%）,煙囪升力可以克服脫硫系統(tǒng)和煙囪本身阻力，那么風機近似全壓為：1994 X 1.2 X 1.2=2871Pa,而吸風機銘牌全壓 5992Pa,富裕3000 Pa。正常運行吸風機靜壓差（根據(jù)運行記錄）脫硫系統(tǒng)運行時：吸風機轉速：600r/min左右，進口靜壓 p1=-1372Pa,出口靜壓 p2=-276.5Pa吸風機出口和進口靜壓差：AP=-276.5- （-1372 ） =1095.5 Pa脫硫系統(tǒng)不運行時：吸風機轉速：540r/min左右，進口 p1=-1358Pa,

27、出口 p2=-468.5Pa吸風機出口和進口靜壓差：AP=-458.5- （-1358 ） =899.5 Pa風機全壓：2 2P=(P 2+ p 2 V 2/2)- (p 1+ p 1 V 1/2),2 2 P +( p 2 V 2- p 1 V 1)/2需要實際測量進出口煙氣密度和流速，由于目前無條件測試，試根據(jù)計算的煙氣流量和風機實際運行轉速及制造商提供的風機各個轉速（600r/min和540r/min、的性能曲線，近似查得風機全壓， 然后根據(jù)風機全壓，流量，作出管路阻力曲線，由于鍋爐爐膛接近大氣壓力，作為特例管路阻力曲線是通過坐標原點的一條拋物線，其方程式為： P=kqv2k-阻力系數(shù)，

28、P-全壓q v-流量此管路阻力曲線近似等于風機相似曲線，也近似等于風機切割曲線。即三條曲線是重合的。以純凝汽工況為例：在脫硫系統(tǒng)投入時，煙氣流量50.3m3/s,風機轉速600r/min，查600r/min 性能曲線，風機全壓 2060Pa,求阻力系數(shù) k, k= q v /P =50.3 /2060=1.2282分別將各個流量代入管路阻力曲線方程:流量qv828070605040302010全壓P54745211399029312036130373332681發(fā)現(xiàn)工況點（82, 5474）正好是與全速 P- q v曲線相交點，也就是說，此管路阻力曲線（脫硫系 統(tǒng)投入時）風機轉速變化，工況點都

29、在這條管路阻力曲線上，上表的數(shù)據(jù)始終是對應的。除非脫硫系 統(tǒng)退出運行時，管路阻力曲線才會發(fā)生變化。v吸風機性能特性曲線示意圖上圖上方一根藍色曲線是風機全速（985r/min）運行的（p- q v）曲線，下方一根藍色曲線是風機轉速600r/min運行的（p- q v）曲線，紅色曲線是管路阻力曲線,A0點為設計工況點，如果風機全速 運行，實際運行工況點為 A點，A1點是風機轉速600r/min運行的實際工況點， 也是目前純凝汽運行， 脫硫系統(tǒng)運行時的工況點。上圖可以明顯看出風機設計參數(shù)與實際運行工況相差甚遠，功率浪費是很大的。好在風機采用液偶調速，部分功率被回收，但風機機械效率下降，調速效率只有6

30、0%左右，所以仍然是不經(jīng)濟的。4.1鍋爐不同主蒸汽流量下的引風機運行參數(shù)比較表4引風機額定負荷需求運行參數(shù)比較（設計煤種）項目全壓/Pa流量/m3.h 1內效率/%內功率/kw軸功率/kw電機功率/kw弓1風機（180噸）98512522080.042.8344.15116.5引風機（200噸）121613913480.058.760.6144引風機（235噸）167916348280.095.398.3198.5引風機（260噸）203918014880.0127.5131.5241引風機（280噸）236519403880.0159.3164.3280表4引風機額定負荷需求運行參數(shù)比較（運

31、行煤種）項目全壓/Pa流量/m3.h 1內效率/%內功率/kw軸功率/kw電機功率/kw弓1風機（180噸）71310651780.026.427.284.3引風機（200噸）88011835280.036.237.3104引風機（235噸）121513906480.058.760.5143.6引風機（260噸）147515324080.078.581174.6引風機（280噸）171216505680.098.1101.2202.5注：引風機電機效率0.9,調速效率等于調速比、機械效率0.97,排煙氧量5.2,排煙過剩空氣系數(shù)1.3， 引風機內效率始終是 80%是因為引風機由液偶調速，根據(jù)工

32、況點，查制造商提供的性能曲線 所得，實際效率需要進行測試。 實際運行時煤質變化較大，需要的風量和過?？諝庀禂?shù)也有變化，以及運行調整方法不同，風機耗電也不一樣。改造前需要通過現(xiàn)場試 由于現(xiàn)場條件限制， 上述數(shù)據(jù)是根據(jù)目前運行情況及理論分析得出的,驗及重新設計計算，來確定引風機的合理參數(shù)。4.2計算分析根據(jù)對不同負荷下進行計算得到的引風機的各種效率和所需的功率如表5。表5 各種負荷下引風機各種的效率（設計煤種）流量t/h內效率/%機械效率/%電機效率/%調速效率/%總效率/%需電機功率/k1229.42116.520080979046.832.71442358097905

33、538.4198.526080979060.642.324128080979065.345.6280表5 各種負荷下引風機各種的效率（運行煤種）流量t/h內效率/%機械效率/%電機效率/%調速效率/%總效率/%需電機功率/k8325.0284.320080979039.827.810423580979046.832.7143.626080979051.536174.628080979055.538.8202.5注：引風機電機效率按 90%十算，是因為大馬拉小車，功率因素下降，電機效率下降較大。通過以上設計、運行及測試計算數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，目前引風機均運行在設計高效工況點以

34、外，表現(xiàn)在以下幾個方面： 鍋爐排煙溫度偏離風機設計溫度要高出15-20 C左右； 引風機采用液偶調速，節(jié)能比較顯著，但是實際使用轉速在600r/min左右，有時更低，從985r/min ,調到600r/min,調速效率60眩右，其內部產(chǎn)生的轉差損失功率在nv = i = 0.67時達到最大值，即風機轉速為 657 R/min時轉差損失功率厶P最大，風機在這一轉速范圍內轉差損失功率P比較大，不僅浪費了部分功率，而且使電機功率因素降低，電機效率下降較多，同時使廠用系統(tǒng)電能 損耗增加。 負荷越小，效率越低，而引風機的總效率更低，有一半以上的功率是浪費的。 鍋爐煙氣管道阻力低于同類型50MW機組的管道

35、阻力，而引風機設計全壓大大高于實際阻力，其主要原因是弓I風機考慮了脫硫系統(tǒng)阻力，而實際煙囪高度高，自拔力大，可以減少引風機出力。此外采用的是電除塵器而非水膜除塵器，煙道漏風較小，引風機前氧量可能低于5.2 %，其主要原因是采用了管式空氣預熱器。5引風機改造方案分析5.1按照設計煤種針對我公司目前引風機4種改造方案，節(jié)能改造效果初步估算如表6;表6風機節(jié)能的期望值風機蒸汽量t/h內效率/%機械效率/%電機效率/%調速效率/%總效率/%節(jié)約電機功率/kw引風1808097959771.5168.6機改2008097959771.5178.3變頻2358097959771.5191.92608097

36、959771.5198.32808097959771.51101.7引140.4631.8機改20080979362.344.9639.6雙速23580979373.252.8254.1電機26080979380.758.2165.728080979386.962.776.7引141.3333.6機換20080979562.346.041.8低速23580979573.254.057.3電機26080979580.759.569.528080979586.964.181.1引9546.8143.3機成20082979

37、568.852.053.6套更23582979580.961.173.7換26082979589.167.389.42808297959672.5104.15.2引風機改造方案效益分析按照目前主蒸汽流量 180噸/小時和235噸/小時兩種工況進行比較改造效益，全年運行7500小時，其中180噸/小時工況運行 3500小時，235噸/小時工況運行4000小時，各方案效益見表 7；表7 180噸/小時和235噸/小時工況下改造效益方案名稱液偶改變頻電機改雙速換低速電機成套更換180噸/小時目前功耗/kw116.5116.5116.5116.5180噸/小時改后功耗/kw47.9184.6982.9

38、73.2節(jié)約功率/kw68.5931.8133.643.3年運行小時3500350035003500年節(jié)電量/kwh240065111335117600151550235噸/小時目前功耗/kw198.5198.5198.5198.5235噸/小時改后功耗/kw106.63144.41141.2124.8節(jié)約功率/kw91.8754.0957.373.7年運行小時4000400040004000年節(jié)電量/kwh367480216360229200294800年合計節(jié)電量/kwh607545327695346800446350電價元/kwh0.4650.4650.4650.465兩臺效益/元565

39、016.85304756.35322524415105.5設備投資費萬兀150203060安裝費用/萬元100010采用最小年費用法進行兩種調節(jié)方法的經(jīng)濟性比較。即比較年費用最小的為最經(jīng)濟方案。年費用N可按下式計算：N= r(1+r)七/(1+)t - 1) x R +C式中：r 年利率，取r=7%t 設備的經(jīng)濟運行年，取 t=10R設備初投資。C項目的年運行費用，只考慮耗電費一項。電價按0.465元/ kwh,由于調度給的計劃發(fā)電量是以發(fā)電機的發(fā)電量為準的，在同等的計劃發(fā)電量下，廠用電越少，上網(wǎng)電量越多，所以要以上網(wǎng)電價計算，計算結果列表8如下：表8四種改造方式經(jīng)濟性比較之初投資R（萬元）年

40、耗電量（萬 kwh）年耗電費C（萬元）年費用N回收年限年10年節(jié)約電費用（萬元）評價變頻調節(jié)160118.8455.2678.043.26565.02最經(jīng)濟雙速電機20174.8181.2984.130.7304.76次次經(jīng)濟更換電機30170.9979.5183.781322.52次經(jīng)濟整套更換70151.0870.2580.221.85415.11較經(jīng)濟不改造0240.35111.76111.76不經(jīng)濟5.3引風機改造方案說明5.3.1方案之一：拆除液偶換變頻，變頻器按電機容量630kw，兩套，160萬元，由于電機轉速最大只需要 740r/min，變頻器的容量只需要 630*（ 740/9

41、85）3*1.2=320kw，價格還要降低。表中仍 按630KW計算。年費用低于改造前， 3.26年可以回收投資。5.3.2 方案之二：電機改雙速電機，比較簡單，每臺10萬，兩臺20萬全部搞定。年費用低于改造前，0.7年可以回收投資。5.3.3 方案之三：電機更換低速電機，反正最大轉速只要740轉/分，不如買一臺低速電機裝上，電機容量也只要 330kw，電機價格15萬元，基礎按原來的不變，基本不需要安裝費。年費用低于改 造前，也比改雙速電機低，1年可以回收投資。換下的電機可以做備品或賣掉。5.3.4 方案之四：電機和風機全部換，電機15萬，風機15萬，安裝費5萬，兩臺合計70萬元，年費用低于改

42、造前，1.85年可以回收投資。從上表看出最省錢的是改雙速電機，年費用最低的是拆除液偶換變頻，但初投資高，由于改雙速 電機，變速時需要停運風機，而風機是長期運行，負荷是全天在變化，如果負荷發(fā)生變化，就切換， 將導致風機的頻繁啟停，對機組的安全運行構成威脅，并且經(jīng)濟性也會打折扣，通過液偶調速效率也 很低，所以此方案不可以采納。電機和風機全部更換，拆裝工期比較長，并且基礎也有可能不符合要 求，根據(jù)目前我公司情況，此方案也不可取。對于更換電機方案， 更換電機還采用原來的液力偶合器，液力偶合器的調速效率將比目前提高很多。但液力偶合器在調速過程中出現(xiàn)轉速滑差損失，一般占電動機輸入功率的 10%15%左右，

43、從長遠來分析，低效率的液偶調速越來越被高效的變頻調速所代 替，變頻調速技術越來越成熟，價格越來越便宜，如果變頻容量不按照630kw而按照320kw要比上表的160萬低50萬左右，并且我公司的液力偶合器已使用一年，設備陸續(xù)要出現(xiàn)這樣那樣的問題，需 要檢修和更換備品備件，安全性不是很好，而變頻技術現(xiàn)在比較成熟，即使出現(xiàn)問題切換為工頻運行 進行處理，不會常時間影響設備的運行。變頻運行時網(wǎng)側功率因數(shù)得到提高：我公司原電機直接由工頻驅動時功率因數(shù)為 0.7左右，采用高壓變頻調節(jié)系統(tǒng)后，電源側的功率因數(shù)可提高到0.98以上，可進一步節(jié)約上游設備的運行費用。設備運行與維護費用下降：采用變頻調節(jié)后，由于通過調節(jié)電機轉速實現(xiàn)節(jié)能，在負荷率較低時，電機、風機轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕，維護周期可加長，設備 運行壽命延長。用高壓變頻調速裝置后，可對電機實現(xiàn)軟啟動，啟動時電流不超過電機運行額定電流的1.2倍，對電網(wǎng)無任何沖擊，電機使用壽命增長。操作簡單，運行方便，通過DCS遠程直接給定調節(jié)輸出頻率，實現(xiàn)自動化調節(jié)。4結論通過上面對引送風機節(jié)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800050%100 %轉速下運行風機的內h的實際情況，按