双级动调引风机变频改造节能安全运行实践

胡振国

(大唐林州热电有限责任公司，河南林州456561)

双级动调引风机变频改造节能安全运行实践

胡振国

(大唐林州热电有限责任公司，河南林州456561)

介绍了大唐林州热电有限责任公司双级动叶可调式引风机变频改造后的节能分析和动叶开度固定后的安全稳定运行，对当前机组普遍低负荷下，使引风机节能降耗、变频改造后安全运行有很好的示范作用。

动调引风机;变频改造;节能;安全运行

0 引言

由于大唐林州热电1号机组工程设计值没有脱硫增压风机，加上脱硫设备燃煤硫分3.0%设计，所以选取引风机功率较大，加上一定的裕度，选用4700kW功率的电机。国内机组普遍运行负荷率较低，动叶开度在45%左右运行，电率高，能耗大，同时风机运行工况点与设计高效点偏离，风机效率下降可达10%以上，能耗浪费严重。进行变频改造，是降低电动机能耗，提高风机效率的有效途径。

大功率设备变频技术已经成熟，但应用在动叶可调引风机上，效果较差，影响风机安全。林州热电经过技术调研，结合低负荷下，节能空间很大，与2014年5月至6月分别完成4台双级动叶可调引风机的变频改造，并通过试验，固定3个负荷区域的动叶开度，使节能、安全、效率都达到完好的统一，对电厂节能降耗和经济效益有很好的示范作用。

1 改造前简介

林州热电厂1号机组配备上海鼓风机生产的SAF28－17－2型，双级动叶可调轴流式引风机。引风机设计流量为350m3/s，风机全压8573Pa，转速为990r/min，电机功率4700kW。由于动叶开度在45%左右，风机工作在偏低效区域，造成能源的浪费，一直高速工作下，风机叶片磨损也大，缩短了寿命周期，增加了检修量和费用。

针对电网负荷普遍低下，2014年平均负荷只有62%，而全年满负荷运行时间只有375h。引风机在定速转动下，为了保持风量在500t/h低负荷运行，必需将动叶开小，造成风机效率只有70%多点，同时最主要的是电机电流大，电能利用极小。改造前引风机典型负荷下运行参数见表1。

表1 改造前引风机典型负荷下运行参数

2 引风机变频改造的理论依据

引风机在定速转动下，调节风量只能靠动叶开度来控制。机组长期低负荷下运行，动叶开度在35%～55%变化，工况区域被迫在低效去运行，使风机效率只有70%～78%之间。相对而讲，电动机的电能消耗大部分被浪费掉。

按照流体机械的相似定律:在一定负荷下，动叶开度与流量成正曲线关系，转速也与流量成正比关系，而流量又同动叶开度成反比例关系。为了提高轴功率保持流量，必须提高动叶开度，就需要降低转速来，维持风量的稳定。

针对低负荷下的引风机电机功耗大，进行低转速运行，将引风机动叶开大至适合的位置，除了提高风机效率，满足烟气流量的需求外，重要的通过变频技术，使引风机电耗大幅下降，是主要的节能方向。

3 动叶开度的确定与风机安全稳定运行

在变频前，风机效率较低;变频改造后，增大了动叶开度，使风机效率平均提高了近10%。

额定负荷下(BMCR工况)，动叶开度为83%，按照效率最大化使用，把动叶开度静止在80%左右，作为额定负荷下的工况点。通过变频后试验发现，低负荷下，动叶开度在83%时，会产生风机的低频振动，间或引起风机失速现象，造成炉膛负压的波动，锅炉火焰闪动明显，影响锅炉燃烧的安全。经过调整试验后，将动叶开度适当降低，分出三个负荷段的动叶开度静止值，炉膛负压波动情况消失，变频控制实现平稳过渡。即:90%～100%负荷下，动叶开度定为83%;75%～90%负荷下，动叶开度定为68%;50%～75%负荷下，动叶开度定为58%，通过DCS逻辑组态实现该功能。较好地解决了风机抢风现象的发生，避开了风机临界振动点，保证了引风机变频改造后的安全运行。

由于增加了动叶的扭矩力，在设备管理上，将原有底盘与动叶焊接式，全部更换成整体锻打式叶片，增强了动叶的整体性能，减少了磨损和热应力，进一步提高了风机的安全系数。

4 变频改造方案

变频器改造采用“一拖一”的接线方式，即1套变频器拖动1台引风机电机及风机的方式。工频与变频切换采用手动方式，风机停运时切换。

在自动控制上，系统设置中对同一台引风机的变频与动叶的投入自动条件中进行了相互闭锁设置，即同一台引风机不能同时投入变频自动和动叶自动。当变频器接收到变频控制指令时，闭锁动叶开度在现有位置;当变频器接收到动叶控制指令时，闭锁变频指令在现有位置，从而实现了3个负荷区域段变频和动叶调节的协调控制，满足生产过程中的不同需求，保证了机组的安全稳定运行。

5 效果分析

结合林州电厂1号机组2014年运行情况，引风机变频改造前后电耗分析见表2。

表2 引风机变频改造前后电耗数据统计

从表2可知，额定负荷下，变频器不需要达到工频频率，就能满足要求，引风机电耗与改造前下降了0.3%。低负荷下，节能效果显著，在50%负荷下，电耗只有0.47%。从数据粗略分析看，引风机变频后电耗与负荷成正曲线关系，负荷越低节能效果越好，负荷越高节能梯阶越小，这跟引风机动叶流量特性是一致的。

2014年全年负荷率只有62%，改造后平均电耗0.6%，平均下降厂用电率0.55%，可降低供电煤耗1.672g/(kW·h)。全年电量按29亿(kW·h)算，标单550元，可节约资金267万元。2台机组变频器投资580万元，两年即可收回成本。

6 结语

动调引风机变频改造，是针对当前低负荷下进行的节能改造，通过对负荷、风量、动叶扭矩及开度的研究，结合变频理论和运行实践，找到了最佳的经济运行工况区域，实现引风机电耗的大幅下降，并保证了风机的安全可靠运行，尤其对于大功率动叶可调引风机，打破了不能变频改造的惯性思维，为类似电厂提供参考。

［1］吴海东.变频器控制技术在平衡机中的应用［J］.风机技术，2009 (1):57－58.

［2］李景银，武兴民.大型动叶可调轴流通风机性能计算［J］.风机技术，2004(2):16－19.

［3］王新生.动叶可调轴流风机调整异常原因分析及措施［J］.江西电力，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

胡振国(1974-)，男，工程师，主要从事火电厂设备部管理工作。E－mail:aydgr@sina.com