刍议火电厂锅炉引风机改造策略

刍议火电厂锅炉引风机改造策略

方英民

（成都电力机械厂四川成都610045）

摘要：在火电厂中，风机作为锅炉机组的动力，是消耗厂内自用电的主要设备，其运行效率直接决定了发电设备的能效。本文以亚临界锅炉锅炉为例，探讨锅炉引风机的作用及其运行效率低的主要原因，并提出了其节能改造策略，以供参考。

关键词：火电厂；锅炉；引风机；改造策略

1锅炉引风机的作用

锅炉引风机是是锅炉燃烧的重要设备，为了保证锅炉正常燃烧，必须保证有足够的空气进入锅炉炉膛，并且能够及时排走锅炉中的燃烧产物——废烟气，空气和烟气分别沿风道和烟道以一定的速度流动，在空气和烟气流动时，必然会遇到阻力，即烟风阻力和烟道阻力。引风机的作用就是产生风量和风压，给烟气以一定的推动力来克服烟道阻力，使烟气从烟囱顺利排除。锅炉在正常燃烧时，炉膛和烟道均处在合理的负压下运行，这样烟气及灰尘不会从炉墙及烟道中喷出来，有利于操作人员的安全，保证设备的正常运行，同时保证锅炉房内部的清洁卫生。通风系统的工艺流程：送风机→锅炉炉膛→省煤器→脱硝→空预器→除尘器。因此，要保证锅炉正常燃烧，选择锅炉引风机时，不仅要考虑风机的风量应满足燃烧要求，还要考虑风压是否能够克服烟道系统及设备所需的压力损失，以及锅炉正常燃烧炉膛所需的负压。

2引风机运行效率低的主要原因

基于亚临界机组600MW锅炉，所配置的引风机采用静叶可调式轴流风机，送风机采用动叶可调式轴流风机，一次风机采用二级动叶可调式轴流风机，送风机、一次风机出口装有暖风器。额定风量166867m3/h，额定风压6272Pa，转速980r/min，风机配套的YKK500-6型10kV电动机的额定功率500kW，额定电流36.4A。该引风机虽已选用高效离心风机（设计效率为81.1%），但实际运行效率并不高，其原因主要有以下几个方面。

2.1风机的风量和风压富余度过大

通常，锅炉厂给出的产品锅炉最大蒸发量所需的流量和系统阻力，都从安全出发加上了一定的富余量。同样出于安全考虑，风机制造企业产品参数也会留出富余量。设计院按照指标做出设计方案后，为了保障可靠运行，会再次增加一定的余量。这样一来，在设备设计、选型、制造的每一个环节秉承“宜大不宜小”原则，使得送风余量逐层增加，导致CFB锅炉风机的风量和风压富裕度达到20%～40%，风机运行经常出现“大马拉小车”的欠载现象。据测试计算，4号炉负荷为74.2t/h时，引风机系统运行效率为27.55%。而在中、低负荷阶段，引风机系统运行效率则更低。

2.2引风机沿用落后的风门挡板节流调节

当受热网负荷波动影响锅炉负荷变化时，只能通过风门开度调节风量，造成较大的节流损失。经测试，在炉负荷为51.3t/h时，引风机进口风门挡板开度为14.7%，节流损失和涡流损失很大，能源浪费严重。过大的风量和风压富裕度使引风机进口风门关得很小，产生较大的节流损失和涡流损失，造成引风机系统的运行效率严重偏低，引风机电耗偏高。

3锅炉引风机本体节能改造策略

3.1量身定做高效节能型风机

对亚临界机组600MW锅炉的引风机进行了热态试验，把测试得到的不同锅炉负荷下风机运行参数及其烟道阻力作为方案经济性评价和技术改进的依据。考虑到锅炉可能在110%额定负荷运行，根据测试结果计算引风机改型参数，引风机的最佳风压为3630Pa，最佳风量为141861m3/h。为此，根据这些参数量身定做了一套与锅炉运行状况相匹配的高效节能型风机，这样可以不受已有风机产品参数的制约，避免再次出现不合理匹配状况。

3.2风机本体改造效果及推广应用

运行实践结果表明，技改后的引风机运行效率得到了显著的提高，在炉负荷为74t/h时，引风机进口挡板开度从改造前的32.3%增加到40.6%（弯曲型导叶轴向导向器开度60%时流量接近最大，再增大导向器开度流量基本不变），引风机的单机效率从32.00%提高到47.65%，系统的运行效率也从27.55%提高到41.12%，节电效果明显，并可以安全稳定连续运行，能满足锅炉110%负荷下的各项参数要求，引风机节能改造取得了成功。

4锅炉引风机变频节能改造策略

4.1变频改造方案及实施

引风机更换高效节能型风机后，运行效率明显提高，在锅炉100%和110%额定负荷下实际电耗分别为156kW和180kW左右，但仍采用风门挡板调节存在节流损失，特别是高压500kW电机在低负荷运行状态下效率偏低，还有一定的节能潜力。经过综合调研分析比较，决定进一步采用“低压电动机+低压变频器调节”方案替代原“高压电机+风门挡板调节”，即将500kW高压电机更换为200kW低压电机，并把单靠风门挡板调节改为风门开到最大，通过变频调速提高了引风机调节性能与低负荷下风机的效率。

4.2变频改造效果及推广应用

通过变频调速技术改造后，风机挡板的节流损失大大降低，同时提高了电动机的负荷率和运行效率，节能效益非常明显，引风机的平均吨汽耗电量从改造前的2.09kW降低到1.45kW，节电率达到30.48%；更为可贵的是变频改造后燃烧系统的流量可以线性调节，反应时间加快、动态性能提高，控制精度大幅度提高。采用变频技术还方便了运行操作，减少了维护工作量和检修费用，降低电机启动对电网的冲击，延长了设备的使用寿命，改善了工作环境。

5锅炉引风机变频节能改造的效果

①由于设计选型的保守导致所选风机的风量和风压富余度过大，加上采用落后的风门挡板节流调节，原设计选用的风机在实际运行中工况点与设计的最佳工况点相差甚远，风机运行效率偏低。②根据锅炉风机的实际运行情况，通过热态试验得到的不同锅炉负荷下的风机运行参数及其烟道阻力参数，量身定做与锅炉运行状况相匹配的高效节能型风机，将风机的风量和风压富裕度降低到最合理范围内，可以确保风机始终在高效率工况下工作。由于采用新设计叶轮及导向器，在满足风压、风量要求的情况，大幅降低烟道的运行阻力，风机运行效率大幅度提高，节能效果显著。

结语

引风机改造安装试运转正常后，应进行风机性能试验和实际系统阻力试验，以确定风机在实际锅炉烟气系统中的性能和实际各运行工作点在该性能曲线中的位置，判断风机选型是否恰当、运行中是否会出现危险工况，以及如何避开这些可能的危险点，做到风险的预控、可控、在控，实践中必须做好增压风机的保养工作，同时也为下次技改提供依据，以备后续系统需求。

参考文献

[1]李成喜，王焕新，陈国艳.发电厂锅炉引风机节能改造[J].节能技术，2012.

[2]施明礼，吴广仁.锅炉引风机替代脱硫增压风机技术改造[J].宁夏电力，2010.