雙級動調引風機變頻改造節能安全運行實踐

胡振國

(大唐林州熱電有限責任公司，河南林州456561)

雙級動調引風機變頻改造節能安全運行實踐

胡振國

(大唐林州熱電有限責任公司，河南林州456561)

介紹了大唐林州熱電有限責任公司雙級動葉可調式引風機變頻改造后的節能分析和動葉開度固定后的安全穩定運行，對當前機組普遍低負荷下，使引風機節能降耗、變頻改造后安全運行有很好的示范作用。

動調引風機;變頻改造;節能;安全運行

0 引言

由于大唐林州熱電1號機組工程設計值沒有脫硫增壓風機，加上脫硫設備燃煤硫分3.0%設計，所以選取引風機功率較大，加上一定的裕度，選用4700kW功率的電機。國內機組普遍運行負荷率較低，動葉開度在45%左右運行，電率高，能耗大，同時風機運行工況點與設計高效點偏離，風機效率下降可達10%以上，能耗浪費嚴重。進行變頻改造，是降低電動機能耗，提高風機效率的有效途徑。

大功率設備變頻技術已經成熟，但應用在動葉可調引風機上，效果較差，影響風機安全。林州熱電經過技術調研，結合低負荷下，節能空間很大，與2014年5月至6月分別完成4臺雙級動葉可調引風機的變頻改造，并通過試驗，固定3個負荷區域的動葉開度，使節能、安全、效率都達到完好的統一，對電廠節能降耗和經濟效益有很好的示范作用。

1 改造前簡介

林州熱電廠1號機組配備上海鼓風機生產的SAF28－17－2型，雙級動葉可調軸流式引風機。引風機設計流量為350m3/s，風機全壓8573Pa，轉速為990r/min，電機功率4700kW。由于動葉開度在45%左右，風機工作在偏低效區域，造成能源的浪費，一直高速工作下，風機葉片磨損也大，縮短了壽命周期，增加了檢修量和費用。

針對電網負荷普遍低下，2014年平均負荷只有62%，而全年滿負荷運行時間只有375h。引風機在定速轉動下，為了保持風量在500t/h低負荷運行，必需將動葉開小，造成風機效率只有70%多點，同時最主要的是電機電流大，電能利用極小。改造前引風機典型負荷下運行參數見表1。

表1 改造前引風機典型負荷下運行參數

2 引風機變頻改造的理論依據

引風機在定速轉動下，調節風量只能靠動葉開度來控制。機組長期低負荷下運行，動葉開度在35%～55%變化，工況區域被迫在低效去運行，使風機效率只有70%～78%之間。相對而講，電動機的電能消耗大部分被浪費掉。

按照流體機械的相似定律:在一定負荷下，動葉開度與流量成正曲線關系，轉速也與流量成正比關系，而流量又同動葉開度成反比例關系。為了提高軸功率保持流量，必須提高動葉開度，就需要降低轉速來，維持風量的穩定。

針對低負荷下的引風機電機功耗大，進行低轉速運行，將引風機動葉開大至適合的位置，除了提高風機效率，滿足煙氣流量的需求外，重要的通過變頻技術，使引風機電耗大幅下降，是主要的節能方向。

3 動葉開度的確定與風機安全穩定運行

在變頻前，風機效率較低;變頻改造后，增大了動葉開度，使風機效率平均提高了近10%。

額定負荷下(BMCR工況)，動葉開度為83%，按照效率最大化使用，把動葉開度靜止在80%左右，作為額定負荷下的工況點。通過變頻后試驗發現，低負荷下，動葉開度在83%時，會產生風機的低頻振動，間或引起風機失速現象，造成爐膛負壓的波動，鍋爐火焰閃動明顯，影響鍋爐燃燒的安全。經過調整試驗后，將動葉開度適當降低，分出三個負荷段的動葉開度靜止值，爐膛負壓波動情況消失，變頻控制實現平穩過渡。即:90%～100%負荷下，動葉開度定為83%;75%～90%負荷下，動葉開度定為68%;50%～75%負荷下，動葉開度定為58%，通過DCS邏輯組態實現該功能。較好地解決了風機搶風現象的發生，避開了風機臨界振動點，保證了引風機變頻改造后的安全運行。

由于增加了動葉的扭矩力，在設備管理上，將原有底盤與動葉焊接式，全部更換成整體鍛打式葉片，增強了動葉的整體性能，減少了磨損和熱應力，進一步提高了風機的安全系數。

4 變頻改造方案

變頻器改造采用“一拖一”的接線方式，即1套變頻器拖動1臺引風機電機及風機的方式。工頻與變頻切換采用手動方式，風機停運時切換。

在自動控制上，系統設置中對同一臺引風機的變頻與動葉的投入自動條件中進行了相互閉鎖設置，即同一臺引風機不能同時投入變頻自動和動葉自動。當變頻器接收到變頻控制指令時，閉鎖動葉開度在現有位置;當變頻器接收到動葉控制指令時，閉鎖變頻指令在現有位置，從而實現了3個負荷區域段變頻和動葉調節的協調控制，滿足生產過程中的不同需求，保證了機組的安全穩定運行。

5 效果分析

結合林州電廠1號機組2014年運行情況，引風機變頻改造前后電耗分析見表2。

表2 引風機變頻改造前后電耗數據統計

從表2可知，額定負荷下，變頻器不需要達到工頻頻率，就能滿足要求，引風機電耗與改造前下降了0.3%。低負荷下，節能效果顯著，在50%負荷下，電耗只有0.47%。從數據粗略分析看，引風機變頻后電耗與負荷成正曲線關系，負荷越低節能效果越好，負荷越高節能梯階越小，這跟引風機動葉流量特性是一致的。

2014年全年負荷率只有62%，改造后平均電耗0.6%，平均下降廠用電率0.55%，可降低供電煤耗1.672g/(kW·h)。全年電量按29億(kW·h)算，標單550元，可節約資金267萬元。2臺機組變頻器投資580萬元，兩年即可收回成本。

6 結語

動調引風機變頻改造，是針對當前低負荷下進行的節能改造，通過對負荷、風量、動葉扭矩及開度的研究，結合變頻理論和運行實踐，找到了最佳的經濟運行工況區域，實現引風機電耗的大幅下降，并保證了風機的安全可靠運行，尤其對于大功率動葉可調引風機，打破了不能變頻改造的慣性思維，為類似電廠提供參考。

［1］吳海東.變頻器控制技術在平衡機中的應用［J］.風機技術，2009 (1):57－58.

［2］李景銀，武興民.大型動葉可調軸流通風機性能計算［J］.風機技術，2004(2):16－19.

［3］王新生.動葉可調軸流風機調整異常原因分析及措施［J］.江西電力，2004(5):27－30.

Demonstration of energy saving and safe operation of dual stage adjustable air blower after frequency conversion

The double stage moving blade can be safe and stable operation after the fan frequency conversion adjustable ejector in Patang Linzhou Power Plant.The results show that under the current unit generally low load，it can saved draft fan energy.The energy－saving analysis and dynamic Ye Kaidu fixed is introduced.The variable frequency transformation provided a very good reference for blower＇s safe operation.

dynamic adjustment lead;frequency conversion;energy saving;safe operation

X701.3

B

1674－8069(2016)03－056－02

2015-11-03;

2015-12-21

胡振國(1974-)，男，工程師，主要從事火電廠設備部管理工作。E－mail:aydgr@sina.com