輔機(jī)節(jié)電講義1

1、輔機(jī)節(jié)電技術(shù)一、概況電站輔機(jī)：是指火力發(fā)電廠中除鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、主變以外的所有附屬設(shè)備。其概括起來來說主要包括除灰、除塵、脫硫等環(huán)保設(shè)備和熱力循環(huán)工藝所需要的制粉、輸煤、輸水、輸氣設(shè)備。按類別來分主要包括電除塵、磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)等。輔機(jī)節(jié)電：是指在滿足生產(chǎn)工藝需要的前提下，采取有效的措施，使這些輔機(jī)設(shè)備所消耗的電能最小。不統(tǒng)計(jì)除灰、脫硫系統(tǒng)泵和風(fēng)機(jī)耗電情況下，雙源大型風(fēng)機(jī)、水泵耗電占雙源總耗電量的58，洛熱主要風(fēng)機(jī)和水泵耗電量占洛熱總耗電量的48。因此，本次周六課堂咱們先重點(diǎn)探討一下風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)電技術(shù)。水泵（風(fēng)機(jī)）完成流體輸送所經(jīng)歷的能量轉(zhuǎn)換過程如下：輔機(jī)（）傳動(dòng)（c

2、d）傳動(dòng)（cd）電動(dòng)機(jī)（dj）電能Pe從能量的轉(zhuǎn)換的過程可知，降低電能消耗應(yīng)以下幾方面著手：（1）提高電機(jī)效率：設(shè)備選型時(shí)選用高效電機(jī)；運(yùn)行中保持電機(jī)軸承潤滑良好，機(jī)械摩擦損失??；電機(jī)負(fù)載達(dá)到額定負(fù)載，但是，目前機(jī)組為變工況運(yùn)行，電機(jī)負(fù)載低于額定負(fù)載；較好的解決辦法是采用變頻技術(shù)。（2）提高傳動(dòng)效率：目前采用的傳動(dòng)裝置主要有聯(lián)軸器、液力耦合器等。聯(lián)軸器的效率一般都在98以上，且輔機(jī)功率越大，傳動(dòng)效率越高。液力耦合器傳動(dòng)效率一般9698，提高耦合器效率的關(guān)鍵在于維持耦合器工作油泵的良好工作狀態(tài)。（3）提高泵（風(fēng)機(jī)）的工作效率水泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率通常在80以下，甚至更低；今年2月份，我們對(duì)6號(hào)爐一次

3、風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率進(jìn)行了抽查；試驗(yàn)表明，機(jī)組60負(fù)荷時(shí)，一次風(fēng)機(jī)效率44.3，引風(fēng)機(jī)效率28.7，裝置運(yùn)行效率嚴(yán)重低于設(shè)計(jì)效率（85、82.8）。從分析輔機(jī)能量轉(zhuǎn)化過程來看，電機(jī)效率一般在92以上，傳動(dòng)效率96以上，裝置運(yùn)行效率低的根本原因在于泵（風(fēng)機(jī)）運(yùn)行狀態(tài)偏離了設(shè)計(jì)狀態(tài)，維持泵（風(fēng)機(jī)）高效運(yùn)行是輔機(jī)節(jié)電的切入點(diǎn)；據(jù)資料顯示，2008年上海石洞口二廠，一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)耗電率之和不足1，而我廠通常在1.8左右，差距之大，更說明提高輔機(jī)運(yùn)行效率是我廠節(jié)電關(guān)鍵所在。二、泵與風(fēng)機(jī)效率分析泵與風(fēng)機(jī)效率：泵或風(fēng)機(jī)的有效功率（Pe）與軸功率（P）之比泵的各項(xiàng)損失：機(jī)械損失、容積損失、流動(dòng)損失機(jī)

4、械損失：包括軸與軸承、軸與軸端密封的摩擦損失和葉輪圓盤摩擦損失，其影響泵（風(fēng)機(jī)）效率210。運(yùn)行中應(yīng)保持軸承的良好潤滑，軸端密封不流水成線、不發(fā)熱；檢修中應(yīng)注意保持葉輪及流道的光滑；葉輪后蓋板與流道間隙在25葉輪直徑；因葉輪摩擦損失與葉輪直徑5次方成正比，所以通過加大葉輪直徑來提高出力的措施是不經(jīng)濟(jì)的。容積損失：通過動(dòng)靜間隙，流體由高壓區(qū)流到低壓區(qū)，克服阻力所消耗的能量，其實(shí)質(zhì)是內(nèi)部泄漏損失，影響泵（風(fēng)機(jī)）效率510.水泵檢修中應(yīng)注意：葉輪入口處的密封間隙、平衡軸向力裝置的間隙、導(dǎo)葉隔板與軸（軸套）間隙、軸端密封間隙。運(yùn)行中應(yīng)注意：泵組的啟停，特別注意暖泵工作，防止熱變形、熱翹曲，避免動(dòng)靜摩擦

5、的發(fā)生；維持軸端密封水質(zhì)良好，防止機(jī)械密封磨損；保持平穩(wěn)調(diào)整，防止大范圍的壓力、流量波動(dòng)造成轉(zhuǎn)子軸向串動(dòng)量過大；盡量維持低壓運(yùn)行，縮小間隙流道前后壓差。流動(dòng)損失：流體在泵（風(fēng)機(jī)）內(nèi)流動(dòng)，由于流動(dòng)阻力的存在，總要消耗一部分能量，這部分能量損失成為流動(dòng)損失。在設(shè)計(jì)工況下，離心泵流動(dòng)損失一般在520，離心類風(fēng)機(jī)較大，一般在1530。流動(dòng)損失包括：流體摩擦損失、擴(kuò)散損失、沖擊損失流體摩擦損失是流體克服沿程阻力所產(chǎn)生的，其大小與流道粗糙度和流體流速有關(guān)，與流體流速平方成正比，檢修中應(yīng)對(duì)流道進(jìn)行補(bǔ)焊、打磨，消除腐蝕坑、洞及鑄造、修復(fù)遺留的粘砂及毛刺，保持流道光滑清潔；做的比較好的單位，增將水泵葉輪放入石英

6、砂與水的容器中正反旋轉(zhuǎn)，對(duì)葉輪流道進(jìn)行拋光。擴(kuò)散損失是指流體運(yùn)動(dòng)速度大小與方向變化時(shí)產(chǎn)生的損失，相當(dāng)于管道的局部阻力損失，與流體的流速平方成正比。這部分損失不僅與各部件的形狀、尺寸有關(guān)外，還與組合情況有關(guān)。對(duì)于應(yīng)用企業(yè)來說，目前自己干的較多的是泵（風(fēng)機(jī)）本體以外管件，看視簡單，其實(shí)對(duì)泵（風(fēng)機(jī)）的效率影響較大。風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口管道布置是否合理，嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，在此將有關(guān)專家強(qiáng)調(diào)的問題與大家共享，請(qǐng)風(fēng)煙系統(tǒng)改造時(shí)注意。（1）、風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口管道布置不合理，將增加風(fēng)機(jī)系統(tǒng)阻力；（2）風(fēng)機(jī)進(jìn)口管道布置不合理，會(huì)破壞風(fēng)機(jī)進(jìn)口氣流的均勻性，造成氣流渦流和壓力脈動(dòng)，直接影響風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的可靠性，可能

7、造成葉輪失效、飛車。（3）風(fēng)機(jī)進(jìn)口管道以平直段為最佳，一般要求進(jìn)口直管段長度不小于2.5倍管道當(dāng)量直徑，其橫截面不大于風(fēng)機(jī)進(jìn)口面積112.5，不小于風(fēng)機(jī)進(jìn)口面積的92.5，且變管徑的斜度控制在合理范圍，收斂管15度，擴(kuò)散管7度.（4）風(fēng)機(jī)出口管道以平直段為最佳，一般要求出口直管段長度為35倍管道當(dāng)量直徑.（5）離心風(fēng)機(jī)出口氣流是有方向的，出口管道彎頭方向應(yīng)與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向一致，變徑管的長度由變徑角度決定，變徑角度一般不大于15度，出口管道彎頭及變徑管的安裝布置請(qǐng)參照去年西安熱工院節(jié)能講義或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在此不再贅述。（6）風(fēng)機(jī)出口若安裝調(diào)整門，調(diào)整門位置應(yīng)距離風(fēng)機(jī)出口至少一個(gè)葉輪直徑以上，調(diào)整門具體安裝

8、方向等要求請(qǐng)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。沖擊損失：流體在葉片中流動(dòng)，由于工作流量偏離設(shè)計(jì)流量，流體的相對(duì)速度方向與葉片方向不一致，即流體流入角與葉片進(jìn)口安裝幾何角度不一致，在葉片出、入口發(fā)生沖擊所產(chǎn)生的能量損失。當(dāng)工作流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，葉輪入口處流體沖擊在葉片工作面，漩渦發(fā)生在非工作面。沖擊損失與工作流量和設(shè)計(jì)流量差值的平方成正比，這正是泵（風(fēng)機(jī)）低負(fù)荷下效率降低的原因之一。減小沖擊損失的措施：（1）組合泵(風(fēng)機(jī))運(yùn)行方式，盡量使其工作流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量，如低負(fù)荷下單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行等；（2），采用變速調(diào)節(jié)技術(shù)，平移風(fēng)機(jī)（泵）工作特性曲線，使流體入口角度接近葉片安裝幾何角度；（3）采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)技術(shù)，改變?nèi)~片安裝幾

9、何角度，減小沖力損失；（4）采用入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)技術(shù)，改變流體入口角度，減小沖力損失。三、降低風(fēng)機(jī)（水泵）電耗的措施泵（風(fēng)機(jī)）電機(jī)輸入功率P0=Pe/cd/djP0:電機(jī)輸入功率：泵（風(fēng)機(jī)）運(yùn)行效率cd：傳動(dòng)裝置效率dj：電機(jī)效率Pe： 泵（風(fēng)機(jī)）輸出有效功率泵有效輸出功率gHQ/1000(kW) :密度，g：9.807 ，H：揚(yáng)程，Q：輸送流體實(shí)際流量（全為國際單位）風(fēng)機(jī)有效輸出功率QP/1000(kW) P:風(fēng)機(jī)全壓（單位：Pa）前面已討論了泵（風(fēng)機(jī)）運(yùn)行效率、傳動(dòng)裝置效率、電機(jī)效率，下面一起來討論一下泵與風(fēng)機(jī)效率和實(shí)際工藝需求之間的差別。a）軸流式風(fēng)機(jī) b）離心式風(fēng)機(jī)1平面1；2平面2；3進(jìn)

10、風(fēng)箱；4進(jìn)口管道；5、7過渡段；6擴(kuò)壓器；8出口管道HH2H1H3HQBAR1C(H-Q)n1(H-Q)n2BAn10圖2Q1Q根據(jù)泵和風(fēng)機(jī)試驗(yàn)規(guī)程要求，效率試驗(yàn)時(shí)，保證點(diǎn)的位置是指被側(cè)泵（風(fēng)機(jī)）入口和出口法蘭（如上圖1、2），如果測量截面遠(yuǎn)離入口或出口法蘭，需計(jì)算測量截面與入口法蘭或出口之間的損失。也就是說泵（風(fēng)機(jī)）效率計(jì)算所用的揚(yáng)程（全壓）包含一切體外管件阻力損失，所用的流量是通過泵（風(fēng)機(jī)）的流體流量。根據(jù)泵（風(fēng)機(jī)）工作特點(diǎn)，其工作點(diǎn)必然是管道阻力特性曲線與泵（風(fēng)機(jī)）特性曲線（Q-H(P)）的交點(diǎn)，如圖2中A、B、C點(diǎn)。泵的出口壓力應(yīng)等于管道沿程阻力、管道局部阻力、閥門節(jié)流損失、管道進(jìn)出口

11、動(dòng)能差、管道出口與泵（風(fēng)機(jī)）出口高程差以及目的地容器靜壓力之和。當(dāng)流量固定時(shí)，管道沿程阻力、管道局部阻力、管道進(jìn)出口動(dòng)能差、管道出口與泵（風(fēng)機(jī)）出口高程差基本上是固定。運(yùn)行中可用于降低揚(yáng)程（全壓）的只剩下閥門節(jié)流損失和目的地容器靜壓力，但目的地容器靜壓力是受其它環(huán)節(jié)限制的，因此運(yùn)行中（泵）風(fēng)機(jī)降低揚(yáng)程（全壓）的措施就是充分發(fā)揮一切可調(diào)整措施，盡量開大所有調(diào)節(jié)門（調(diào)節(jié)擋板）的開度，降低泵（風(fēng)機(jī)）出口壓力來減少耗電量，如二次風(fēng)門開度和一次風(fēng)系統(tǒng)的冷 熱風(fēng)門和鎖孔應(yīng)保證一部分全開。我廠雙源給水系統(tǒng)及中繼水系統(tǒng)通過發(fā)揮調(diào)節(jié)裝置的作用已取得了較好的效果。另外風(fēng)機(jī)類要注意吸風(fēng)口雜物清理，軸流式風(fēng)機(jī)（泵）要

12、特別注意出口管道阻力的變化，因?yàn)檩S流風(fēng)機(jī)（泵）的Q-P曲線比離心風(fēng)機(jī)陡（如圖3），流量的微小變化將引起較大壓力和功率變化。圖3、軸流風(fēng)機(jī)性能曲線檢修措施就是利用檢修機(jī)會(huì)優(yōu)化系統(tǒng)，減少系統(tǒng)不必要的阻力原件，如彎管取直、有變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的拆除調(diào)節(jié)門；對(duì)于富裕壓頭較大的多級(jí)泵可以根據(jù)測算拆除部分葉輪。5號(hào)機(jī)組凝結(jié)水水泵拆除葉輪后水泵出口壓力降低約6MPa。根據(jù)公式，在滿足工藝要求的前提下，降低泵（風(fēng)機(jī)）的通流量即可降低電耗。運(yùn)行措施：加強(qiáng)系統(tǒng)檢查，關(guān)閉不必要開啟的閥門，如泵的再循環(huán)門、泵體放水門、風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)再循環(huán)門等，控制備用泵的暖泵閥開度或減少熱備用泵臺(tái)數(shù)等。檢修措施：加強(qiáng)泄漏治理，消除如泵的再循環(huán)門、泵體放水門、風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)再循環(huán)門的內(nèi)漏，管件的外漏以及空氣預(yù)熱器、風(fēng)煙系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)泄漏等。四、風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電改造技術(shù)及應(yīng)注意問題1、拆除富裕葉輪。適用于額定流量恰好滿足系統(tǒng)要求，但揚(yáng)