鍋爐引風機改造與節(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機的效率偏低，引風電耗偏高，為此進行了兩種引風機節(jié)能改造：切割葉輪和加裝液力偶合器，使引風機的效率有所提高。本文對引風機效率低的原因進行分析，分析比較兩種改造的節(jié)能效果。關鍵詞：引風機；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)有三臺由哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-220/9.8-YM10型煤粉鍋爐。每臺爐配置兩臺貴州鼓風機廠生產(chǎn)的Y4-73-14No20F型離心式引風機，葉輪直徑為2m。在標準狀態(tài)下，設計額定出力為204656m3/h，額定轉(zhuǎn)速為960r/min，額定全壓為313

2、9Pa，內(nèi)效率為80%，采用進口風門調(diào)節(jié)出力，配套電動機的額定轉(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 引風機設備效率偏低的原因員電在1997年投產(chǎn)后，各引風機運行時進口風門的開度均只有20%30%，節(jié)流損失較大，引風機馬達的運行電流平均高達32A，引風電耗高達2.8kWh/t汽，嚴重偏高。按鍋爐廠家計算說明及引風機廠家提供的換算公式，員電鍋爐在額定運行工況下，每臺引風機煙氣流量約為180000m3/h，煙氣的溫度為137，密度為0.85kg/m3，引風機在實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)鍋爐廠家的空氣動力計算書，在設計額定運行工況下，鍋爐本體的煙氣側全壓降為1291Pa，煙囪高度為180m，煙囪自生通風60Pa，則引風機運行的有效全壓為1231Pa，計算引風機的設備效率約22%，嚴重偏低。從以上說明可以看出，在設計額定運行工況下，引風機的流量余量為30625m3/h，余17%；全壓余量為2563Pa，余208%。過大的全壓余量使引風機進口風門關得很小，產(chǎn)生較大的節(jié)流損失，造成引風機的設備效率嚴重偏低，引風電耗偏高。22 風機節(jié)能改造情況為降低引風電耗，提高員電生產(chǎn)的經(jīng)濟性，我們對引風機進行了節(jié)能改造。2.1 2、3號爐引風機

4、葉輪切割改造按照葉輪切割理論1，并保持引風機有10%的余量，計算最大葉輪切割量D：比轉(zhuǎn)速ns=n0·Q01/2/p203/4=12.06該風機為高比轉(zhuǎn)速風機，按風機葉輪切割理論，風機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按以上相似計算，引風機最大葉輪切割量為119mm。考慮到引風機是鍋爐重要輔機，直接影響鍋爐的正常運行，取葉輪切割量為60mm（3%）。2000年3月，將2、3號爐甲乙引風機葉輪徑向切割60mm，切割后，2、3號爐引風機葉輪直徑D為1940mm，馬達的運行電流平均降為28A，進口風門開度提高至30%40%，引風機電

5、耗降為2.45kWh/t汽，節(jié)能約12%。2.2 1號爐引風機加裝調(diào)速型液力偶合器在2、3號爐進行葉輪切割改造后，引風機進口風門的節(jié)流損失仍然較大，引風電耗仍偏高。為進一步了解引風機的實際性能，2001年9月委托廣東電力試驗研究院對2、3爐號的引風機進行性能測試。在鍋爐額定工況下，測試結果如下：在兩臺引風機并列運行時，各引風機有效全壓（進口風門前至出口的全壓升）為880920Pa，煙氣量為170000180000m3/h，風機的設備效率僅18%20%；在一臺引風機進口風門全開（關小另一臺進口風門）時，引風機有效全壓為14501500Pa，煙氣量為270000280000m3/h，設備效率為41

6、%44%。根據(jù)引風機性能測試結果，其實際性能與設計性能有較大的差異，實際出力余量較大，采用調(diào)速的方法調(diào)節(jié)風機出力可取得更好的節(jié)能效果?？紤]到采用6kV調(diào)頻調(diào)速設備投資較大，維護費用較高，員電在2002年3月，將1號爐兩臺引風機均加裝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 兩種引風機改造方法后節(jié)能效果比較員電進行的兩種引風機改造方法所取得的節(jié)能效果并不一樣，進行葉輪切割改造后的引風機，只節(jié)能約12%，而加裝液力偶合器后的引風機，節(jié)能近40%。3.1 引風機加裝液力偶合器改造的性能在進行1號爐引風機加裝液力

7、偶合器的改造后，兩臺引風機并列運行，進口風門全開，在鍋爐額定工況下，平均轉(zhuǎn)速為610r/min，馬達運行電流為20A，引風電耗降為1.6kWh/t汽。按風機的相似理論1，取風機的內(nèi)效率內(nèi)仍為80%，機械效率機為95%，電動機效率電為90%，有效全壓P有效為920 Pa，進行計算，則加裝液力偶合器改造后的引風機在轉(zhuǎn)速為610r/min時性能為:出力Q11=180000m/h；全壓P11=P1(n11/n1)=1446Pa，全壓損失約450Pa；馬達的輸入功率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×內(nèi)=95kW；液力偶合器效率偶=N偶出/N偶入×100%=62%；風機設備效率11=P有效Q11/(3600×1000×N總)=27%；額定轉(zhuǎn)速下實際出力Q10=Q11n1/n11=291540m3/h 3.2 引風機進行葉輪切割改造的性能在員電進行2、3號爐葉輪切割的改造中，葉輪切割量60mm，馬達運行電流為29A，按風機葉輪切割理論1，則葉輪切割改造后的引風機性能為:出力Q21=Q10D/D0=282800m3/h，出力余量仍達102800m3/h;全壓P21=P1（D/D0）2=3569Pa，全壓損失達25

9、77Pa;馬達的輸入功率N總=總=247kW;風機設備效率21=P有效Q21/(3600×1000×N)=19%4 引風機的進一步改造在進行兩種引風機節(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，為此在進行葉輪切割改造后再加裝液力偶合器。2003年初，2、3號爐引風機均進行加裝YOTGCD750/1000型調(diào)速型液力偶合器改造。2、3號爐引風機加裝液力偶合器后，馬達的運行電流平均降為18A，進口風門全開，引風機的運行轉(zhuǎn)速平均為620r/min，引風電耗降為1.45kWh/噸汽，在風機進行葉輪切割改造的基礎上再節(jié)能近40%，較未進行改造前節(jié)能近48%。在鍋爐額定工況下，兩臺引風機并列運行，按風機的相似理論1，則加裝液力偶合器改造后的引風機在轉(zhuǎn)速為620r/min時性能為：出力Q31=180000m3/h;全壓P31=P21(n21/n1)2=1405Pa 全壓損失約413Pa;馬達的輸入功率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×內(nèi)）=92kW;液力偶合器效率=偶(N偶出/N偶入)×100%=66%;風機設備效率s1=P有效Q31/（3600×1000×N