火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造探討

楊八虎

摘 要：引風(fēng)機(jī)作為火電廠的重要設(shè)備能夠保證鍋爐燃燒的質(zhì)量，同時(shí)由于引風(fēng)機(jī)功率高，電量消耗也是非常龐大。引風(fēng)機(jī)是將鍋爐中的燃燒煙氣排出，從而保持鍋爐膛內(nèi)壓力平衡，使煙氣能夠在進(jìn)入空預(yù)器中除塵、脫硫，從而排放出去。本文主要闡述了火電廠引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，同時(shí)提出了解決引風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中問題策略，通過這些方法，為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐引風(fēng)機(jī)；火電廠節(jié)能；變頻調(diào)速技術(shù)

中圖分類號：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0002-02

引風(fēng)機(jī)存在著一定的弊端，一方面由于引風(fēng)機(jī)容量較大，容易造成燃燒不充分，浪費(fèi)資源；另一方面，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)性能差。因此，火電廠引風(fēng)機(jī)有非常大的節(jié)能減排空間。

1 火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中存在的問題

現(xiàn)如今，我國的各大火電廠鍋爐應(yīng)用的引風(fēng)機(jī)都是傳統(tǒng)型號，比較單一，這種型號的引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，缺乏有效的調(diào)節(jié)方法，操作起來不方便，導(dǎo)致技術(shù)人員不能夠?qū)σL(fēng)機(jī)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，也就無法對擋板進(jìn)行角度調(diào)節(jié)。引風(fēng)機(jī)的擋板角度能夠影響引風(fēng)效率，不及時(shí)進(jìn)行角度調(diào)整，有可能使引風(fēng)機(jī)的風(fēng)速失控，從而導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)在鍋爐燃燒排煙的時(shí)候，受到各方面條件的影響，導(dǎo)致非常嚴(yán)重運(yùn)行問題，主要出現(xiàn)以下幾個(gè)問題：

第一，設(shè)備運(yùn)行效率下降。由于引風(fēng)機(jī)的故障，無法排除鍋爐內(nèi)的煙氣，阻礙新鮮空氣進(jìn)入，從而導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的燃料不能充分燃燒，設(shè)備在長期的使用過程中，工作效率會(huì)下降。

第二，一些在火電廠進(jìn)行鍋爐燃燒的時(shí)候，不注重引風(fēng)機(jī)的承載能力，無法滿足鍋爐燃燒所排放的大量煙氣。同時(shí)，承載小的引風(fēng)機(jī)設(shè)備在環(huán)保方便不能發(fā)揮非常好的作用，進(jìn)而造成了能源和資源的浪費(fèi)。

第三，一些電熱廠鍋爐仍舊使用傳統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)，只能通過調(diào)整擋板的角度來調(diào)節(jié)風(fēng)速，控制煙氣排放，但是擋板本身就需要耗費(fèi)非常多的電力能源，再加上人為操作失誤的原因，加重了能源損耗。

第四，由于引風(fēng)機(jī)處在風(fēng)口上，煙氣會(huì)對引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生侵蝕作用，使得設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重磨損情況，維修頻繁，這種情況就會(huì)增加鍋爐整體的維修養(yǎng)護(hù)成本，無法起到減排作用。

由于上述原因，導(dǎo)致我國的火電廠的引風(fēng)機(jī)運(yùn)作效率不高，從而降低鍋爐的使用效果，無法做到節(jié)能減排。因此，火電廠想要解決這些問題就要利用合理的變頻調(diào)速技術(shù)，增加引風(fēng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，同時(shí)還要加強(qiáng)引風(fēng)機(jī)控制和調(diào)節(jié)功能，減少能源的消耗，使鍋爐的引風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

2 解決引風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中問題策略

2.1 對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速

對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，就是利用電子技術(shù)對引風(fēng)機(jī)的工作頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)速度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速同步調(diào)整。現(xiàn)如今，這種變頻調(diào)速技術(shù)被廣泛應(yīng)用到電機(jī)中，同時(shí)向高電壓、高容量的變頻技術(shù)方向發(fā)展。和其他的變頻交換器行比較，變頻技術(shù)能夠起到非常明顯的節(jié)能效果。變頻技術(shù)主要有以下三方內(nèi)容：

第一，速度較快，系統(tǒng)穩(wěn)定。變頻技術(shù)本身具有非常高的轉(zhuǎn)換速度，通過和異步電動(dòng)機(jī)結(jié)合，會(huì)增加電動(dòng)機(jī)的滑差和急速運(yùn)行速度。

第二，控制電流。變頻調(diào)速是對電機(jī)實(shí)現(xiàn)電流控制，如果通過傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的話，會(huì)產(chǎn)生非常多的額定電流，從而進(jìn)一步縮短電機(jī)壽命，而變頻調(diào)速方法可以在零速零電壓的條件下啟動(dòng)，依靠穩(wěn)定的頻率和電壓之間的關(guān)系，通過這樣更改變頻器，就可以按照V/F公式來負(fù)責(zé)作業(yè)，提高繞組的承受能力和設(shè)備穩(wěn)定性，降低后期維護(hù)的難度。

第三，自動(dòng)控制。變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)了對鍋爐燃燒過程的自動(dòng)化控制，技術(shù)人員通過使用變頻技術(shù)，將線路進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的連接，并通過連接變頻器來提高設(shè)備可靠性，降低引風(fēng)機(jī)維修成本。

第四，引風(fēng)機(jī)保護(hù)。引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造后，所設(shè)置的變頻器就會(huì)帶有一些電路保護(hù)措施，包括過電壓、熔點(diǎn)保護(hù)裝置、接地線、短路保護(hù)等，通過設(shè)計(jì)引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行模式，可以降低運(yùn)行故障，同時(shí)，在故障發(fā)生的時(shí)候，就確定具體原因，極大的縮短維修人員故障處理的時(shí)間。引風(fēng)機(jī)的變頻改造，能夠?yàn)樵O(shè)備提供有效的保護(hù)措施，降低引風(fēng)機(jī)電機(jī)被燒壞的可能性。

2.2 使引風(fēng)機(jī)部分流量范圍內(nèi)變頻調(diào)速

實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速，能夠提高節(jié)能效果，一些火力廠在進(jìn)行引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，對其流量調(diào)節(jié)主要分為兩種方法：

第一，在電機(jī)達(dá)到額定40%-70%轉(zhuǎn)速時(shí)，要采用變頻調(diào)速方法調(diào)節(jié)氣流流量。現(xiàn)如今，大部分引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的投資成本過高，因此，研究人員要不斷的研發(fā)新的變頻器，降低價(jià)格。主要是增加變頻器的容量，使其最高轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到電動(dòng)機(jī)自身額定轉(zhuǎn)速的80%，同時(shí)，變頻器的容量也要達(dá)到100%電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速變，才可以大大的降低變頻器的成本。

第二，當(dāng)電機(jī)達(dá)到80%-100%的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，技術(shù)人員就不能應(yīng)用變頻調(diào)速方法，而是改為工頻電源供電和靜葉流量調(diào)節(jié)方式。當(dāng)電機(jī)在80%的額定轉(zhuǎn)速以上時(shí)，引風(fēng)機(jī)的靜葉調(diào)節(jié)效率就有產(chǎn)生下降趨勢，因此，技術(shù)人員要在電機(jī)80%以上的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，使用靜葉調(diào)節(jié)方式，降低主機(jī)的負(fù)荷，使鍋爐的引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生一定量的風(fēng)壓和流量[1]。

3 案例分析

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2016年我國環(huán)保鍋爐占工業(yè)鍋爐總臺(tái)數(shù)的2.8%，約1.63萬臺(tái)，但從國家政策來看，我國的環(huán)保鍋爐正處于發(fā)展勢頭。基于這種條件下，國內(nèi)某火電廠對鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，從而響應(yīng)國家號召，積極節(jié)能減排。

3.1 試驗(yàn)條件

某廠鍋爐燃燒煤質(zhì)穩(wěn)定，送氣、排煙等引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式固定。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)期間，不對鍋爐進(jìn)行吹灰、排污系統(tǒng)的切換等，從而降低實(shí)驗(yàn)的誤差。鍋爐運(yùn)行參數(shù)主要范圍是：氣壓±1.5%規(guī)定值，爐內(nèi)溫度3°C-8℃，水分蒸發(fā)量為±3%，且鍋爐引風(fēng)機(jī)沒有損壞，不存在維修現(xiàn)象，人員操作技能達(dá)標(biāo)[2]。

3.2 試驗(yàn)方法endprint

首先，測量人員通過網(wǎng)格法測試引風(fēng)機(jī)的流量截面，得出動(dòng)壓力值，如果同一點(diǎn)的2次測量值存在偏差超過2%情況時(shí)，需要重新測量。接著，測量人員需要測量鍋爐內(nèi)的靜壓值和鍋爐表面溫度，同時(shí)，還需要在引風(fēng)機(jī)的入口和出口的截面上，測量靜壓值和鍋爐表面溫度，通過計(jì)算能夠得出引風(fēng)機(jī)出入口的溫度、流量、氣壓等基本參數(shù)。最后，測量人員還要測量電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率，計(jì)算出引風(fēng)機(jī)在不同工作情況下的運(yùn)行效率和引風(fēng)機(jī)中的能耗關(guān)系。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

通過試驗(yàn)，能夠顯示出結(jié)果：第一，在600MW負(fù)荷運(yùn)作下，鍋爐燃燒情況穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)煤質(zhì)相同條件下，使用引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行變頻，負(fù)荷機(jī)組引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率在75%左右，能耗隨著機(jī)組負(fù)荷的增加而增加，就是指600MW的機(jī)組能耗最多。第二，當(dāng)600MW的機(jī)組處于一半額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)的工作效率僅為22%，引風(fēng)機(jī)的能源消耗隨著機(jī)組負(fù)荷減少而升高。在檢驗(yàn)人員對電機(jī)的供電裝置實(shí)行變頻改造之后，引風(fēng)機(jī)的工作效率能夠提高到75%左右，而未進(jìn)行變頻改造的引風(fēng)機(jī)工作效率僅為62%。第三，機(jī)組在低負(fù)荷工作的時(shí)候，引風(fēng)機(jī)的工作效率不足35%，而在機(jī)組的電能消耗方面，600MW機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)為低檔運(yùn)行，所產(chǎn)生的電能消耗也是變頻調(diào)節(jié)的兩倍。第四，當(dāng)機(jī)組達(dá)到70%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)會(huì)變?yōu)榇蠊β蔬\(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)，引風(fēng)機(jī)的電能消耗是變頻調(diào)節(jié)的2倍，當(dāng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行額定負(fù)載的時(shí)候，使用變頻調(diào)節(jié)方式會(huì)比工頻調(diào)節(jié)方式節(jié)約8%左右的電量[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，火電廠鍋爐的引風(fēng)機(jī)使用變頻技術(shù)能夠節(jié)能減排。在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)結(jié)合、提高繞組的承受能力，能夠增加電動(dòng)機(jī)的滑差和急速運(yùn)行速度、降低后期維護(hù)的難度，同時(shí)，通過為設(shè)備提供有效的保護(hù)措施、達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)速變頻，能夠降低引風(fēng)機(jī)電機(jī)被燒壞的可能性、提高變頻器的容量。因此，在遇到鍋爐的引風(fēng)機(jī)節(jié)能環(huán)保問題時(shí)，可以通過以上方法解決。

參考文獻(xiàn)

[1]崔戰(zhàn)勝，魯尚鑫，王江偉.火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)問題與應(yīng)對措施分析[J].科技傳播，2014，6（12）：142-143.

[2]惠潤堂，苗永旗，朱立平，俞立.火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)改造策略研究[J].環(huán)境工程，2015，33（05）：85-89.

[3]單佩通.火電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)工作故障與對策分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，14：89.endprint