動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)選型及運(yùn)行情況分析

600mw機(jī)組通常選擇動(dòng)態(tài)葉片調(diào)整軸流式送風(fēng)機(jī)。目前，對(duì)送風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造進(jìn)行了一定的研究，但關(guān)于送風(fēng)機(jī)型的研究很少。風(fēng)機(jī)選型偏大會(huì)造成電廠初投資增大,同時(shí)風(fēng)機(jī)長期偏離高效區(qū)域運(yùn)行,風(fēng)機(jī)效率偏低,電耗偏高。本文研究了不同類型機(jī)組送風(fēng)機(jī)的選型裕度及其節(jié)能改造方向,為新建機(jī)組送風(fēng)機(jī)選型和已投產(chǎn)機(jī)組送風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗改造提供參考。1風(fēng)機(jī)電機(jī)的性能本文所選600MW機(jī)組動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)的設(shè)備廠家包括上海鼓風(fēng)機(jī)廠(簡(jiǎn)稱上鼓)、沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠(簡(jiǎn)稱沈鼓)、成都凱凱(簡(jiǎn)稱成凱)、豪頓華工程有限公司、加拿大NOVENCO公司等,送風(fēng)機(jī)的全壓約在3800~6200Pa之間,最大流量約在200~275m３/s之間,風(fēng)機(jī)電機(jī)額定電壓多為6kV,少量為3、10kV,額定功率在1200~1900kW之間,具體參數(shù)見表1。2機(jī)組滿負(fù)荷工況下送風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)電流、風(fēng)機(jī)流值、電流值等參數(shù)確定依據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)所選風(fēng)機(jī)流量裕量進(jìn)行分析(表2)。由表2可見,送風(fēng)機(jī)TB工況下平均流量為245.8m３/s,BMCR(設(shè)計(jì)煤種)工況下平均流量為210.67m３/s,平均流量裕度為16.87%,滿足風(fēng)機(jī)流量裕度不低于5%的選型要求;送風(fēng)機(jī)平均壓力裕度范圍為12%~39%,部分未達(dá)到規(guī)程中不低于15%的設(shè)計(jì)要求。在統(tǒng)計(jì)的30臺(tái)機(jī)組中,沒有送風(fēng)機(jī)流量裕度超過30%的機(jī)組;達(dá)到送風(fēng)機(jī)流量裕度不低于5%設(shè)計(jì)要求的機(jī)組有26臺(tái),占統(tǒng)計(jì)機(jī)組的86.67%;送風(fēng)機(jī)選型裕度低于5%的機(jī)組有4臺(tái),占統(tǒng)計(jì)數(shù)量的13.33%。達(dá)到要求的26臺(tái)機(jī)組中,有20臺(tái)機(jī)組裕度在15%~30%之間,占統(tǒng)計(jì)數(shù)量的66.67%;有6臺(tái)機(jī)組裕度在5%~15%之間,占統(tǒng)計(jì)數(shù)量的20.00%。機(jī)組滿負(fù)荷工況下送風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)電流見表3。由表3可見,送風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)電流的比值為20%~70%,實(shí)際運(yùn)行電流均低于設(shè)計(jì)值,送風(fēng)機(jī)具有較大的電流裕度。如山東費(fèi)縣1、2號(hào)機(jī)組流量裕度(4.37%)相對(duì)較小,機(jī)組滿負(fù)荷時(shí),送風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)值之比分別為51.81%、45.18%,動(dòng)葉開度分別為67.3%、51.0%。從實(shí)際運(yùn)行來看,送風(fēng)機(jī)流量裕度可控制在5%左右。風(fēng)機(jī)流量裕度與電機(jī)參數(shù)見表4。由表4可見,部分送風(fēng)機(jī)雖然流量裕度相對(duì)較高,但實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)值之比并不高(與流量裕度相對(duì)較小的設(shè)備相比),可見電機(jī)容量與風(fēng)機(jī)容量不匹配。如遼寧莊河電廠2號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)流量裕度為15.35%,滿負(fù)荷下實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)值之比為46.74%;山東費(fèi)縣電廠2號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)流量裕度為4.37%,滿負(fù)荷下實(shí)際運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)值之比約為45.18%。根據(jù)相似原理［６－７］對(duì)未進(jìn)行電機(jī)變頻改造的送風(fēng)機(jī)進(jìn)行分析:結(jié)合式(1)、(2)、(3),可得:式中:Q１、Q２為不同工況下的風(fēng)機(jī)流量;n１、n２為不同工況下的電機(jī)轉(zhuǎn)速;P１、P２為不同工況下的電機(jī)功率;U１、U２為不同工況下的電壓;I１、I２為不同工況下的電流。計(jì)算結(jié)果見表5。由表5可見,計(jì)算電流值I２與設(shè)計(jì)電流值I１的比值范圍為0.49~1.10。浙江北侖電廠2號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)計(jì)算電流值與設(shè)計(jì)電流值的比值為1,說明電機(jī)容量與風(fēng)機(jī)容量匹配,有利于提高電機(jī)的運(yùn)行效率［８］。動(dòng)葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)流量裕度合適的情況下,電機(jī)功率應(yīng)低于1500kW。表6為600MW機(jī)組各風(fēng)機(jī)的電耗參數(shù)［９］。由表6可見,送風(fēng)機(jī)的平均耗電率為0.20%,其中黑龍江雙鴨山5/6號(hào)機(jī)組送風(fēng)機(jī)的耗電率占全廠比例最低(0.09%),河北龍山電廠1/2號(hào)機(jī)組的最高(0.27%)。結(jié)合表5和表6并對(duì)比表3、表4可見,耗電率高的風(fēng)機(jī)其電機(jī)本身的額定功率相對(duì)較高,所以在選型時(shí)應(yīng)合理選取電機(jī),以達(dá)到節(jié)省初投資,降低電耗的目的。3交流風(fēng)電系統(tǒng)改造效果比較目前,對(duì)于送風(fēng)機(jī)選型偏大和負(fù)荷率偏低導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行效率偏低的問題,可以通過降速降容改造［２，４］和電機(jī)變頻改造［３，１０］予以解決。本文依據(jù)總費(fèi)用現(xiàn)值法,對(duì)遼寧莊河電廠1號(hào)機(jī)組ASN-2790/1800型送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了降速改造,對(duì)湖南益陽電廠3號(hào)機(jī)組FAF26.6-15-1型送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了電機(jī)降速改造和風(fēng)機(jī)葉片提效改造,福建福州電廠1號(hào)機(jī)組ASN-2600/1400型送風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造［１１－１４］。其中,現(xiàn)值系數(shù)按年利率6%,使用年限按10年計(jì)算。總費(fèi)用現(xiàn)值越低,改造方案的經(jīng)濟(jì)性越好。表7為降速降容與變頻改造的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。由表7可見,遼寧莊河電廠1號(hào)機(jī)組降速降容改造總費(fèi)用現(xiàn)值低于變頻改造,說明前者經(jīng)濟(jì)性更高;湖南益陽電廠3號(hào)機(jī)組采用降速降容方案的經(jīng)濟(jì)性更高,福建福州電廠1號(hào)機(jī)組變頻器工作不穩(wěn)定,其節(jié)能效果主要表現(xiàn)在低負(fù)荷階段［２－３，１０，１５］。可見,電機(jī)變頻改造后,送風(fēng)機(jī)耗電量在電廠主要輔機(jī)耗電量中所占比例較少,節(jié)能效果較小,且其初投資遠(yuǎn)大于降速降容改造,投資回收期較長。因此,建議裕量較大的送風(fēng)機(jī),尤其是負(fù)荷率相對(duì)較高的地區(qū)進(jìn)行降速降容改造。4送風(fēng)機(jī)的流量控制(1)部分600MW機(jī)組送風(fēng)機(jī)存在選型裕量偏大的問題,送風(fēng)機(jī)平均流量裕度達(dá)到16.87%。建議將送風(fēng)機(jī)流量裕度控制在5%左右,并考慮一定的溫度裕量。