近 年來華東電網(wǎng) 的調(diào) 峰 問題頗為突 出, 目前 每天負(fù)荷變化 為 120 一 200 萬 千 瓦 , 主要的 調(diào) 峰出力 由原來帶基本負(fù)荷的高壓 、 超 高壓機(jī)組 承擔(dān) , 如國產(chǎn) 12 5 M W 機(jī) 組 400 t/ h超高 壓 鍋爐必須考慮在 50 一 60 % 負(fù)荷下運(yùn) 行。 這 樣 , 與鍋爐 配套的送 、 吸風(fēng)機(jī)也 必須 適應(yīng)調(diào) 峰的 需要。 所 以 , 為降低 風(fēng)機(jī)的 電耗和 提高風(fēng) 機(jī)在變 負(fù) 荷運(yùn)行 中的經(jīng) 濟(jì)性 是 當(dāng)前 節(jié)能工作的重要 任務(wù)之一。 風(fēng)機(jī)節(jié)能的范圍是相 當(dāng)廣泛 的 , 就電站鍋 爐而言 , 影響 風(fēng)機(jī)能耗主要有 三方 面 因 素 : ( 1 )產(chǎn) 品本身的效 率; ( 2 )設(shè)備效率; 〔3 )使用效率。 然而 , 設(shè) 備效率和使用效 率 也都與風(fēng) 機(jī)本身密切相 關(guān)。 因為設(shè) 備效率的提高離不 開風(fēng)機(jī)的調(diào) 節(jié) 裝置; 使用效率在 很大程度上 取決 于 風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)的匹配 。 本文就如何提高國產(chǎn) 4oo t/h 鍋爐 離心 風(fēng)機(jī)在變負(fù)荷運(yùn) 行中調(diào)節(jié) 裝 置 的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行討論。
一 、 離心風(fēng)機(jī) 的選型和配 套問 題
離心風(fēng)機(jī)的型號 和參數(shù)要求選用 合理 , 使風(fēng)機(jī)的額 定風(fēng)量和 風(fēng) 壓盡 量接近機(jī)組額定 出力 的要求 , 這樣設(shè) 備運(yùn)行時的工 況點 ( 風(fēng)機(jī)特 性 曲線和系 統(tǒng)特 性曲線的交點 ) 可經(jīng) 常保持在 高 效區(qū) , 從而達(dá)到經(jīng) 濟(jì)運(yùn) 行。 但是理論 計算和產(chǎn)品系列的不 齊往往造 成風(fēng)機(jī)參數(shù)與 系 統(tǒng) 不 匹 配 , 致使風(fēng) 機(jī) 的運(yùn)行點偏離高效 區(qū) , 這是造成 風(fēng)機(jī)使用 效率低的主 要原 因。 設(shè)計風(fēng)量 、 風(fēng)壓 偏大 的不 合理 現(xiàn)象在 電站鍋 爐風(fēng) 機(jī) 中是相 當(dāng)嚴(yán)重 的 , 許 多高效風(fēng)機(jī) 都處 于低效運(yùn)行 。 根 據(jù)華東 電網(wǎng) ( 蘇 、 皖、 滬 ) 地 區(qū) 12 5 M W 以上機(jī)組 風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀 況調(diào)查 情況 , 被調(diào) 查 的 10 家 電廠共 有離心式風(fēng) 機(jī)76 臺 , 進(jìn)行 了切 割和改 型的有 36 臺。 經(jīng) 過 測 試 的 有 41 臺 , 其中風(fēng)機(jī)效 率大 于 70 % 只有 15 臺, 風(fēng)機(jī) 效率小 于 70 % 有 26 臺。 這些 風(fēng)機(jī) 的導(dǎo) 向擋板 開 度一般都在Y ‘、 = 35 ~ 60 %左右 , 擋板的 阻力損 失達(dá)全 壓的 10 %左右。
二 、 變負(fù)荷運(yùn) 行中的調(diào)節(jié)損 失
入 口導(dǎo)向擋極調(diào) 節(jié)是離心式風(fēng)機(jī)調(diào) 節(jié)風(fēng)量最 常用的方 法 , 這個調(diào) 節(jié)過程不 但存在導(dǎo) 向擋 板節(jié)流壓力損失 , 而且 采用入 口 導(dǎo) 向擋板調(diào) 節(jié)會使風(fēng)機(jī)效率下 降。 采用入 口‘導(dǎo) 向擋板調(diào) 節(jié)帶來 的功 率損失主 要包括兩個 部分: ( 1 )調(diào)節(jié)后 風(fēng)機(jī)效率降低帶來的功率損失。 ( 2 )導(dǎo) 向擋板壓 力節(jié) 流損失帶來 的功 率損失。 如此 , 要求的流量值愈小 , 功率損失就 愈大。 如果鍋 爐負(fù)荷經(jīng) 常有較大的變化 , 這個損失 就成為風(fēng) 機(jī)經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行 的嚴(yán) 重不 利因素。
三 、 風(fēng)機(jī) 變速運(yùn) 行是 節(jié)能的有效途徑
1 . 各種轉(zhuǎn)速控制方法的比較分 析 改變 轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)流量過程中, 風(fēng)機(jī)將始終具有最佳的效率 。 而風(fēng)機(jī)的軸功率則按與轉(zhuǎn)速三 次方的規(guī)律而變 化 。 因而 , 就能 量使用觀 點來看 , 轉(zhuǎn)速 調(diào) 節(jié)是最合理 、 經(jīng)濟(jì) 。 在我 國 , 目前電站風(fēng)機(jī)的傳動 電機(jī) 絕大多數(shù)為交 流 電動 機(jī) , 而 以功率為基礎(chǔ)的交 流調(diào)速 傳動被認(rèn)為是風(fēng) 機(jī)節(jié)電最有效的方法 。 交流調(diào)速傳動方式很多 , 其分類如 表 1 。 由表 1可知 , 從取得最大節(jié)能效果的觀點出發(fā) , 當(dāng)然應(yīng)該選用高效控制裝置 。 然而 根據(jù)控制裝置的技術(shù)成 熟程度 、 維修保養(yǎng)的難易以 及對一次投資和運(yùn)行費(fèi) 用進(jìn)行綜合分析 , 比較切實可行的風(fēng)機(jī)變 速調(diào) 節(jié)方式主要有兩種: 即PA M 雙速 電機(jī)和調(diào) 速型液力禍合器 。

( l ) PA M 雙 速 電 機(jī)傳動 調(diào) 節(jié) PA M ( Po le 一A m p litu d e 一M o d u la tio n 即 極 幅 調(diào) 制 ) 單繞組雙速 電機(jī)是變極調(diào)速應(yīng)用較為廣泛的一 種形式 , 在電機(jī)轉(zhuǎn)速改變時 , 基本保持額 定滑差 , 無轉(zhuǎn)差功率損耗 , 所以屬 高效調(diào)速 裝置 。 單繞組雙 速 電機(jī) 自 195 7 年問世 以來 , 國 外已廣泛應(yīng) 用 , 近 年來國內(nèi)也正在推廣應(yīng)用。 雙速 電機(jī)傳動實際上是定級調(diào) 速 , 必須和 風(fēng)機(jī) 入口 導(dǎo)向擋板配 合使用 , 設(shè) 計時按雙速設(shè) 計 , 可勸兩種極數(shù)作經(jīng)濟(jì)合理選擇。 在規(guī)定的兩檔轉(zhuǎn)速條件‘ 下 , 當(dāng)入 口 導(dǎo) 向擋板全開 時風(fēng)機(jī) 效率最 好; 當(dāng)導(dǎo) 向擋板關(guān)小時 , 仍然 存在著節(jié)流損 失, 風(fēng)機(jī)的 效率 也會 下 降。 但 由于有 兩檔 轉(zhuǎn)速 可調(diào) 節(jié), 風(fēng) 機(jī)在整個負(fù)荷范圍內(nèi)的效率是有所改善 。 用PA M雙速 電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)是一種十分有效的動力裝置 , 可 以獲 得顯著的效益 。 但 對 已 定型的單速 電機(jī)改成雙速 電機(jī) , 要得到理 想的經(jīng)濟(jì)方案就 比 較困難 , 條 件亦較苛刻。 ( 2 )調(diào)速 型 液 力搞 合 器 這是一種 以液體作為介質(zhì)傳遞功 率的新型 傳動裝置 , 在主動 軸轉(zhuǎn)速不變的條件下 , 只 要改變液力 藕合器工作腔 中工作液體 的充滿度 , 就能無級地改 變從 動軸的轉(zhuǎn)速 。 液力禍合器的調(diào)速范圍為 20 一 97 % , 有 速度損失 , 無法達(dá) 到額定速度運(yùn)轉(zhuǎn), 轉(zhuǎn)差功率均 以發(fā)熱形 式損耗掉 。 最大 的功率損失為所傳的額 定功率的 15 % 左右。 所 以 屬 于 低效調(diào) 速裝置。 由于調(diào) 速型液力藕合器 的主從動 l汁輪之 間不 存在任何的機(jī)械聯(lián)系 , 所 以它具 有 如 下 優(yōu) 點: 過載保護(hù)簡單 、 節(jié)能、 空載啟動電動機(jī) 、 緩慢加速風(fēng) 機(jī)、 工 作安 全 可 靠 、 使 用 壽 命 長等 。 2 . 雙速電機(jī)和 液力藕合器 調(diào)速 裝邏的輸入功率和效率比較 圖 1 和圖 2 表示 了隨實 際負(fù)荷變化 , 離心風(fēng) 機(jī)采用 和 效率的曲線 , 并明顯地 電機(jī)傳動調(diào) 節(jié)和采用 液力藕合器變速調(diào) 節(jié)方式組 合所 耗功率 入 口 導(dǎo) 向擋板調(diào)節(jié)的離心式風(fēng)機(jī)采 用雙速 電機(jī)時的優(yōu)越性。 其流量調(diào)節(jié)范圍大 , 調(diào) 節(jié)效率最高。 ‘它是火 電廠 ’ 鍋爐風(fēng)機(jī)的理 想調(diào) 節(jié)方式。

從 圖 3 所示 , 美國西 屋公司 提供的 四種 電動機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)的曲線中 , PA M雙 速 電機(jī) 傳 動 調(diào) 節(jié)的效率最高 , 在90o r p m 電機(jī) 驅(qū)動 下的風(fēng) 機(jī)采用入 口導(dǎo) 向擋板調(diào) 節(jié)在75 % 負(fù)荷 以上 , 比采用液力藕合傳動調(diào) 節(jié) 效 率 高; 在75 % 負(fù) 荷 下 PA M 雙速 電機(jī) ( 90 0 / 7 2or p m ) 的 效 率可達(dá) 80 % , 而單一 的入 口導(dǎo) 向擋板和 禍 合器 傳動調(diào) 節(jié)的效 率 只有 60 % 。 因此 , 風(fēng)機(jī)在高效 下 長 期運(yùn)行 , 就 能節(jié)省相 當(dāng)?shù)碾娏?。 為 了配 合調(diào) 峰 , 閘北發(fā)電廠 將 一 臺125 M W 機(jī)組的兩 臺吸風(fēng) 機(jī)改為 雙 速 電 機(jī) ( 740 / 5 60 r p m ) , 取 得 了 明顯的節(jié) 電效果 。 閡行 發(fā) 電 廠 一 臺36 0 t/ h 鍋爐 送、 吸 風(fēng)機(jī)采用Y O T C型 液力藕合器 , 在低負(fù)荷 時 , 其效率將 比單一 的擋 板調(diào) 節(jié)高 1 . 53 ~ 2 . 01 倍 , 而其耗功僅為導(dǎo) 向 擋板調(diào) 節(jié)的 65 . 3 ~ 53 . 1 %

3 . 風(fēng)機(jī) 調(diào)速裝置的

選用 P A M 雙 速電機(jī)傳動和液 力藕 合器傳 動是 目前火 電廠鍋 爐 風(fēng)機(jī) 比較理 想的調(diào) 速裝置 。 表 2 是雙速 電機(jī)和液力藕合器兩 種調(diào)節(jié)方式的 比較。 由于風(fēng)機(jī) 的節(jié)能工作還 涉及到管理 、 風(fēng)機(jī) 本身的效率 、 設(shè)備選 型 、 合理 運(yùn)行和新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用等多方面的問題 , 所 以 在實際選用 時要進(jìn) 行綜 合分析比較。 當(dāng)然, 不 外乎兩個主要方面即經(jīng)濟(jì)性和 可 靠性 , 這對大容量機(jī)組的重 要性 更 為 突 出。 譬 如 , 電站 鍋爐風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式屬于大流量變 化型 如圖 4 所示。

每臺鍋爐 日負(fù)荷變化的 頻率 高低 , 決定了風(fēng) 機(jī)調(diào) 速 裝置的操作次數(shù) 。 裝置操作的可 靠性直接影響機(jī) 組的安 全運(yùn)行 。 而 日負(fù)荷變化的 幅度表明了采用調(diào) 速裝置后所能帶來 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。 所 以在考慮風(fēng)機(jī)節(jié)能時 , 要把鍋 爐和風(fēng)機(jī) 、 風(fēng)道 、 配用設(shè) 備作為一個 整體統(tǒng)一考慮 , 尋 求最優(yōu)方案 。

四 、 對離心風(fēng)機(jī) 用調(diào)速方 式節(jié)能 的初步 憊見
調(diào) 速裝置種類繁多 , 適用的范圍各異 , 節(jié)能的效益不 盡相同。 目前 , 在華東電網(wǎng)內(nèi)在鍋 爐風(fēng)機(jī)上選 用雙速電機(jī) 或液力 禍合器調(diào) 速 裝置 已 有三 家電廠 。 由于 三家廠 風(fēng)機(jī) 的選型不 同, 使用的條件各不相同 , 得到的節(jié)電效益 也不 相同, 使雙速電機(jī)和 液護(hù)蟾器之 間沒有直接可 比性數(shù)據(jù)。 綜合上 述情況提 出如下幾點意見 : 1 . 由于 電站鍋 爐風(fēng)機(jī)選型 不合理 的現(xiàn)象普 迫存在 , 所以更大的 節(jié)能潛力在子如 何提商 風(fēng)機(jī)的實際使用效率 ( 1 )根 據(jù)各廠 的運(yùn) 行和試 驗資料分析 , 對 4 00 t/ h 鍋爐的 送風(fēng)機(jī)可 以采用 G 4 一 73 一 11 沁 20 D 風(fēng) 機(jī) , 并對葉輪直徑作適當(dāng)?shù)那?割。 ( 2 )對于 4 00 t/ h配 125 M W 機(jī)組的燃煤鍋爐 , 目前配用的 Y 4 一 73 一 11 沁 Zs D 吸風(fēng) 機(jī)是合理的 。 ( 3 )對 于 4 0o t/ h 配 1 00 ~ 1 1 0 M W 機(jī)組 的燃煤鍋爐 , 可 以采用Y 4 一 73 一 11 沁25 D 吸 風(fēng)機(jī) 。 ( 4 )對于 40 0 t/ h配 12 5 MW 機(jī)組 的燃油 爐 , 可 以選用Y 4 一 73 一 11 飩 25 D 吸風(fēng)機(jī) 。 2 . 風(fēng)機(jī)調(diào)速 裝里的 選用可以從下列 原則考慮 ( 1 )在風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)匹配合理的情況下 , 應(yīng)該優(yōu)先考慮 使用雙 速電機(jī)傳動調(diào) 節(jié)來提高風(fēng)機(jī) 。

常州市（無錫）文順風(fēng)機(jī)有限公司產(chǎn)品齊全，主要產(chǎn)品有：高、中、低離心風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)；各種軸流風(fēng)機(jī)；水泥立窯專用高壓離心風(fēng)機(jī)；化鐵爐高壓離心風(fēng)機(jī)；化鐵企業(yè)替代進(jìn)口的不銹鋼風(fēng)機(jī)；空調(diào)專用風(fēng)機(jī)；各種除塵、耐磨、防腐、非標(biāo)等特種風(fēng)機(jī)近三十個系列，三百多種規(guī)格的產(chǎn)品。

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