鍋爐引風(fēng)機(jī)改造與節(jié)能

1、熊愛生廣州員村熱電有限公司，廣東 廣州 510655摘要：廣州員村熱電有限公司員村電廠原引風(fēng)機(jī)的效率偏低，引風(fēng)電耗偏高，為此進(jìn)行了兩種引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造：切割葉輪和加裝液力偶合器，使引風(fēng)機(jī)的效率有所提高。本文對(duì)引風(fēng)機(jī)效率低的原因進(jìn)行分析，分析比較兩種改造的節(jié)能效果。關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；節(jié)能；葉輪切割；液力偶合器；效率廣州員村熱電有限公司（后稱“員電”）現(xiàn)有三臺(tái)由哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-220/9.8-YM10型煤粉鍋爐。每臺(tái)爐配置兩臺(tái)貴州鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的Y4-73-14No20F型離心式引風(fēng)機(jī)，葉輪直徑為2m。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，設(shè)計(jì)額定出力為204656m3/h，額定轉(zhuǎn)速為960r/min，額定全壓為313

2、9Pa，內(nèi)效率為80%，采用進(jìn)口風(fēng)門調(diào)節(jié)出力，配套電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為988r/min，額定電壓為6kV，額定電流為36.9A，額定功率為315kW。1 引風(fēng)機(jī)設(shè)備效率偏低的原因員電在1997年投產(chǎn)后，各引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)口風(fēng)門的開度均只有20%30%，節(jié)流損失較大，引風(fēng)機(jī)馬達(dá)的運(yùn)行電流平均高達(dá)32A，引風(fēng)電耗高達(dá)2.8kWh/t汽，嚴(yán)重偏高。按鍋爐廠家計(jì)算說明及引風(fēng)機(jī)廠家提供的換算公式，員電鍋爐在額定運(yùn)行工況下，每臺(tái)引風(fēng)機(jī)煙氣流量約為180000m3/h，煙氣的溫度為137，密度為0.85kg/m3，引風(fēng)機(jī)在實(shí)際工況下的額定性能為 額定出力Q1=Q0·n1/n0=210625m3/h額定

3、全壓P1=P0（n1/n0）1/0=3793Pa根據(jù)鍋爐廠家的空氣動(dòng)力計(jì)算書，在設(shè)計(jì)額定運(yùn)行工況下，鍋爐本體的煙氣側(cè)全壓降為1291Pa，煙囪高度為180m，煙囪自生通風(fēng)60Pa，則引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的有效全壓為1231Pa，計(jì)算引風(fēng)機(jī)的設(shè)備效率約22%，嚴(yán)重偏低。從以上說明可以看出，在設(shè)計(jì)額定運(yùn)行工況下，引風(fēng)機(jī)的流量余量為30625m3/h，余17%；全壓余量為2563Pa，余208%。過大的全壓余量使引風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門關(guān)得很小，產(chǎn)生較大的節(jié)流損失，造成引風(fēng)機(jī)的設(shè)備效率嚴(yán)重偏低，引風(fēng)電耗偏高。22 風(fēng)機(jī)節(jié)能改造情況為降低引風(fēng)電耗，提高員電生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，我們對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了節(jié)能改造。2.1 2、3號(hào)爐引風(fēng)機(jī)

4、葉輪切割改造按照葉輪切割理論1，并保持引風(fēng)機(jī)有10%的余量，計(jì)算最大葉輪切割量D：比轉(zhuǎn)速ns=n0·Q01/2/p203/4=12.06該風(fēng)機(jī)為高比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)，按風(fēng)機(jī)葉輪切割理論，風(fēng)機(jī)出力與葉輪直徑成正比，允許切割量為7%15%，可知D=D0-D0（1.1Q/Q1）=119mm按以上相似計(jì)算，引風(fēng)機(jī)最大葉輪切割量為119mm?？紤]到引風(fēng)機(jī)是鍋爐重要輔機(jī)，直接影響鍋爐的正常運(yùn)行，取葉輪切割量為60mm（3%）。2000年3月，將2、3號(hào)爐甲乙引風(fēng)機(jī)葉輪徑向切割60mm，切割后，2、3號(hào)爐引風(fēng)機(jī)葉輪直徑D為1940mm，馬達(dá)的運(yùn)行電流平均降為28A，進(jìn)口風(fēng)門開度提高至30%40%，引風(fēng)機(jī)電

5、耗降為2.45kWh/t汽，節(jié)能約12%。2.2 1號(hào)爐引風(fēng)機(jī)加裝調(diào)速型液力偶合器在2、3號(hào)爐進(jìn)行葉輪切割改造后，引風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門的節(jié)流損失仍然較大，引風(fēng)電耗仍偏高。為進(jìn)一步了解引風(fēng)機(jī)的實(shí)際性能，2001年9月委托廣東電力試驗(yàn)研究院對(duì)2、3爐號(hào)的引風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試。在鍋爐額定工況下，測(cè)試結(jié)果如下：在兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，各引風(fēng)機(jī)有效全壓（進(jìn)口風(fēng)門前至出口的全壓升）為880920Pa，煙氣量為170000180000m3/h，風(fēng)機(jī)的設(shè)備效率僅18%20%；在一臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門全開（關(guān)小另一臺(tái)進(jìn)口風(fēng)門）時(shí)，引風(fēng)機(jī)有效全壓為14501500Pa，煙氣量為270000280000m3/h，設(shè)備效率為41

6、%44%。根據(jù)引風(fēng)機(jī)性能測(cè)試結(jié)果，其實(shí)際性能與設(shè)計(jì)性能有較大的差異，實(shí)際出力余量較大，采用調(diào)速的方法調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出力可取得更好的節(jié)能效果?？紤]到采用6kV調(diào)頻調(diào)速設(shè)備投資較大，維護(hù)費(fèi)用較高，員電在2002年3月，將1號(hào)爐兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)均加裝YOTGCD750/1000型調(diào)速型液力偶合器：額定輸入轉(zhuǎn)速1000r/min，傳遞功率范圍150440kW，額定轉(zhuǎn)差率為3%。3 兩種引風(fēng)機(jī)改造方法后節(jié)能效果比較員電進(jìn)行的兩種引風(fēng)機(jī)改造方法所取得的節(jié)能效果并不一樣，進(jìn)行葉輪切割改造后的引風(fēng)機(jī)，只節(jié)能約12%，而加裝液力偶合器后的引風(fēng)機(jī)，節(jié)能近40%。3.1 引風(fēng)機(jī)加裝液力偶合器改造的性能在進(jìn)行1號(hào)爐引風(fēng)機(jī)加裝液力

7、偶合器的改造后，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，進(jìn)口風(fēng)門全開，在鍋爐額定工況下，平均轉(zhuǎn)速為610r/min，馬達(dá)運(yùn)行電流為20A，引風(fēng)電耗降為1.6kWh/t汽。按風(fēng)機(jī)的相似理論1，取風(fēng)機(jī)的內(nèi)效率內(nèi)仍為80%，機(jī)械效率機(jī)為95%，電動(dòng)機(jī)效率電為90%，有效全壓P有效為920 Pa，進(jìn)行計(jì)算，則加裝液力偶合器改造后的引風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為610r/min時(shí)性能為:出力Q11=180000m/h；全壓P11=P1(n11/n1)=1446Pa，全壓損失約450Pa；馬達(dá)的輸入功率N總2=170 kW（cos為0.82）；液力偶合器的輸入功率N偶入=N總電=153 kW；液力偶合器的輸出功率N偶出=P11Q11/（36

8、000×1000×機(jī)×內(nèi)=95kW；液力偶合器效率偶=N偶出/N偶入×100%=62%；風(fēng)機(jī)設(shè)備效率11=P有效Q11/(3600×1000×N總)=27%；額定轉(zhuǎn)速下實(shí)際出力Q10=Q11n1/n11=291540m3/h 3.2 引風(fēng)機(jī)進(jìn)行葉輪切割改造的性能在員電進(jìn)行2、3號(hào)爐葉輪切割的改造中，葉輪切割量60mm，馬達(dá)運(yùn)行電流為29A，按風(fēng)機(jī)葉輪切割理論1，則葉輪切割改造后的引風(fēng)機(jī)性能為:出力Q21=Q10D/D0=282800m3/h，出力余量仍達(dá)102800m3/h;全壓P21=P1（D/D0）2=3569Pa，全壓損失達(dá)25

9、77Pa;馬達(dá)的輸入功率N總=總=247kW;風(fēng)機(jī)設(shè)備效率21=P有效Q21/(3600×1000×N)=19%4 引風(fēng)機(jī)的進(jìn)一步改造在進(jìn)行兩種引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造、節(jié)能比較后，加裝液力偶合器的改造方法所取得的節(jié)能效果較好，為此在進(jìn)行葉輪切割改造后再加裝液力偶合器。2003年初，2、3號(hào)爐引風(fēng)機(jī)均進(jìn)行加裝YOTGCD750/1000型調(diào)速型液力偶合器改造。2、3號(hào)爐引風(fēng)機(jī)加裝液力偶合器后，馬達(dá)的運(yùn)行電流平均降為18A，進(jìn)口風(fēng)門全開，引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速平均為620r/min，引風(fēng)電耗降為1.45kWh/噸汽，在風(fēng)機(jī)進(jìn)行葉輪切割改造的基礎(chǔ)上再節(jié)能近40%，較未進(jìn)行改造前節(jié)能近48%。在鍋爐額定工況下，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)并列運(yùn)行，按風(fēng)機(jī)的相似理論1，則加裝液力偶合器改造后的引風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為620r/min時(shí)性能為：出力Q31=180000m3/h;全壓P31=P21(n21/n1)2=1405Pa 全壓損失約413Pa;馬達(dá)的輸入功率N總=153kW;液力偶合器的輸入功率N偶入=N總電=138kW;液力偶合器的輸出功率N偶出=P31·Q31/(36000×1000×機(jī)×內(nèi)）=92kW;液力偶合器效率=偶(N偶出/N偶入)×100%=66%;風(fēng)機(jī)設(shè)備效率s1=P有效Q31/（3600×1000×N