作者：石雪松　馮占宸

一、前言(Yan)

随着碳中和數字經濟發(Fa)展，節能(Neng)提效(Xiao)已經成為能源戰略的重(Zhong)中之重，推進能源結構調整，引導傳統(Tong)計量數字(Zi)化轉型迫在[Zai]眉[Mei]睫。在我國熱(Re)電廠[Chang]中，電廠(Chang)用電量占總(Zong)發電量的8%～10%，鍋(Guo)爐風(Feng)機[Ji]消耗電量約占(Zhan)總廠用電的25％。實[Shi]際使用中[Zhong]的風[Feng]機其運行[Hang]效率低于80%的約占88%（圖[Tu]1）。傳統電量統計無法實現遠程監控，存在5%的誤(Wu)差，無法輸出精準報表。因此風機能(Neng)耗數據需要精準監控，同[Tong]時輸出可視(Shi)化(Hua)、定制(Zhi)化報表，才能制定合理的改造方案進行節(Jie)能改造，提高風機運行效[Xiao]率。在保證運行技術參數的前提下，通過采用高效(Xiao)節能産品代[Dai]替老産品降[Jiang]低系統運行(Hang)能耗(Hao)，有着十分重要的意義。

圖1

山東開泰電廠[Chang]二期鍋爐所配置(Zhi)的(De)除塵原引風機為JY75-38-12№19.5D，額(E)定風量170000 m³/h , 額[E]定風[Feng]壓6200Pa ,設[She]計工況溫度145℃，工作轉[Zhuan]速960r/min,配套(Tao)的YPT500-6型(Xing)10kV電動機的額定功[Gong]率500kW，原引風機實[Shi]際運行工況點(Dian)參數(見表1),運行過(Guo)程中常常發振動。

表1　引[Yin]風機(Ji)改造前[Qian]跟蹤測(Ce)試情況

二[Er]、風機智(Zhi)慧運維

通(Tong)過[Guo]加裝風機智(Zhi)慧[Hui]運維系統，對電機電壓、電流、功率因(Yin)素、頻率等電參數進行在(Zai)線監測，根據[Ju]風[Feng]機運行時間進(Jin)行換算，可以準确計算出能耗，并[Bing]且輸出能耗[Hao]報表。同時結[Jie]合監測[Ce]到的風機性能、安全參數（流量、壓力、溫度(Du)、振動等），便于技[Ji]術人[Ren]員在機[Ji]組(Zu)運行過程[Cheng]中判别機組性能劣化趨勢，準确可靠的把握風機[Ji]工作狀況，使得運行、維護、管理(Li)人員心中有數。風(Feng)機專家現場勘察，結合故障分析模塊輸出的分析報[Bao]表，最終找[Zhao]出[Chu]風機運行效[Xiao]率低[Di]下、頻繁振動的原因[Yin]：

1、原(Yuan)引風機的(De)風[Feng]量和風壓富餘[Yu]量過大(Da)。

原引風(Feng)機型号因鍋爐最大蒸發量所(Suo)需的流量和系(Xi)統阻力的(De)要求，在确定風機的(De)風量[Liang]、風壓和電機[Ji]功(Gong)率配置時[Shi]，都留較大(Da)的富餘量，鍋爐實[Shi]際(Ji)排煙溫度低于[Yu]風機(Ji)設計溫度約30-40℃左右，綜合因素導緻風機實際運行(Hang)工(Gong)況點(Dian)較大幅度偏離原設計最佳[Jia]工況[Kuang]點，長期處于(Yu)低效率區運行[Hang]，能源無效[Xiao]損耗較大。

2、原引風機屬于七十年代風機産品

工況點設計理論[Lun]效率最高為80.2%。随着[Zhe]近年來[Lai]新型高(Gao)效風機技術的(De)發展，後傾高效風機的出現，其氣動效率遠遠(Yuan)高于傳統的前向風機。

3、積灰和磨損導緻振動

現場工作人[Ren]員[Yuan]根據風機(Ji)智慧運維系(Xi)統發出(Chu)的運維提[Ti]醒及分析預見了[Le]可[Ke]能積灰和磨(Mo)損現象，停機檢查也證明了我們的判(Pan)斷。發現原[Yuan]引風機葉輪為[Wei]前向型葉[Ye]片，運行過程中極易積灰和磨損。通[Tong]過對監測數據(Ju)的統計研究，在可視(Shi)化圖表上可以直觀的看到振動異常的變化(Hua)趨勢。随即制定維護策略：每6個月需重(Zhong)新校(Xiao)正葉輪動平衡，每18個月需要更換新[Xin]葉輪。

圖[Tu]2 電廠引風(Feng)機布置局部圖

圖3 風機在線監測

三、改造方案[An]

據在線[Xian]監[Jian]測數據反[Fan]饋的信息，原引(Yin)風機通常運行工況為35Hz~43Hz之間,并且以40Hz運(Yun)行相對較多，鍋爐蒸汽流量(Liang)約65t/h。經多次[Ci]現場熱态實測(Ce)風機輸出(Chu)參數[Shu]及煙道[Dao]阻力參數，以[Yi]40Hz運行參數(Shu)為電廠鍋爐[Lu]日常狀态，經數據處理分析[Xi]，确定改(Gai)造方[Fang]案。

1、量體[Ti]裁衣[Yi]，優化定做新型高效風機[Ji]

通過對原[Yuan]有引風機在線監測數據結(Jie)果的計算，确(Que)定新引風機選型參數,常用工況風量135000m³/h,靜壓4400Pa量身定做了一款與[Yu]運[Yun]行狀況相匹配的新型高效後傾風[Feng]機，結合現場實測[Ce]安裝尺(Chi)寸，并[Bing]對新引(Yin)風機進行強度校核計算後，确定新風[Feng]機型号為LTF-702№19.8D，風機(Ji)最高效率為89.3%，BMCR點[Dian]設計效(Xiao)率均高于[Yu]86%（見圖4）,TB點流量(Liang)為BMCR點的1.28倍。

鍋爐(Lu)處于負荷65t/h時，風(Feng)機運行軸(Zhou)功率為269kW，而選LTF-702№19.8D風機[Ji]效率為86.5%，軸功率為233kW，軸功率可降低13.3%，每[Mei]小時大約節電36度，按每年8000小時運行[Hang]計算，新[Xin]引風機比(Bi)原引風(Feng)機每年可節[Jie]省電能5.7kWX8000h=28.8萬(Wan)kW.h。

圖4 新(Xin)引風機性能曲線圖

表2 鍋爐負荷65t/h時[Shi]，原引風機實測性能與新(Xin)引風機設計[Ji]性[Xing]能比較

 2、優化[Hua]葉片結構[Gou]，耐磨性[Xing]能加強

采(Cai)用後向(Xiang)闆型葉片設(She)計，不(Bu)易積灰。設計了合理的葉(Ye)片安裝角，在保證性能高效的(De)同時，也有效适(Shi)于确保合理的(De)氣流正攻[Gong]角，有(You)效降低(Di)葉片進(Jin)口磨損(Sun)。本次節能改造方案确(Que)定如下：

更換(Huan)範[Fan]圍：機殼、葉輪、進(Jin)風機口(Kou)，原基礎、原電動機、原傳(Chuan)動組[Zu]（軸承箱、軸[Zhou]承和主軸）和原進出口軟連接均利舊，風機改造後[Hou]不再安裝(Zhuang)入口調節門，風[Feng]機參數的調(Diao)節由變頻調節完[Wan]成。

其中(Zhong)，利用改造後的機殼組側面與混凝基[Ji]礎之間的富[Fu]裕[Yu]空間，增設了排污管，方便檢修時風機内的積灰和污水的排[Pai]出。（見圖5）

圖[Tu]5 新引風機結構(Gou)

四[Si]、節能效益統計和(He)對比[Bi]

新風機安裝(Zhuang)後在40Hz運行時(Shi)，對其參數進行(Hang)現場測試，測得風機靜壓Pst=3400Pa，煙氣(Qi)流量Q=14.2萬m³/h，計算軸功率為236kW,軸功率[Lü]實際降低12.3%，每小時大約節電33度，按運行8000小時/年計算每[Mei]年可節[Jie]省電能26.4萬kW.h，節能[Neng]改造效益統計和對比（見表3）。

表3 改造節能效益統計表和對比

五、結[Jie]論

改造後(Hou)，引風機系統運(Yun)行效率大[Da]幅度(Du)提高 ,節能效果顯著(Zhe)；葉片為後[Hou]傾型，不易積灰[Hui]，具有良好的耐(Nai)磨性及噪音低等特點[Dian]，延長了葉輪的使用壽命，減少風機故障停機次數，設[She]備運行與維護費[Fei]用下降： 采用變頻(Pin)調節後，由于[Yu]通過[Guo]調節電機轉速實[Shi]現節能，在負荷率較低時，電機、風機[Ji]轉速也降低，主(Zhu)設備[Bei]及相應輔助設備如(Ru)軸承等磨損較[Jiao]前減[Jian]輕，管網[Wang]系統運行壽(Shou)命延長。

節(Jie)能降耗、降[Jiang]低生産成本是熱電行業在市(Shi)場經濟中[Zhong]立足的重要基礎之一。采用風機節能改[Gai]型和變頻技[Ji]術對熱電廠主要輔機之一的引風(Feng)機(Ji)進行節能技術改造和運行調節(Jie) ,提高單機效率和[He]系統[Tong]運行效率 ,大幅度節約用電，安全性[Xing]好，工期短(Duan)，順應節能的發[Fa]展趨勢，是當前電廠節能的重要有[You]效措施。

 作者(Zhe)簡介：

石(Shi)雪松(Song)，原中國通用機(Ji)械工業協會副(Fu)秘[Mi]書長[Zhang]、風機分會秘(Mi)書長[Zhang]，主要(Yao)從(Cong)事風[Feng]機行業管理工作(Zuo)。

馮占宸，沈陽德瓦特汽輪動力有限責任公司，主要從(Cong)事透平壓縮機、汽[Qi]輪機及控制部分設計。

文章來源：中國工(Gong)業新聞

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