火力发电厂风机节能途径的探讨刘光铸戴继双汪创华/沈阳鼓风机（集团）有限公司宓洪武/沈阳鼓风机通风设备有限责任公司能耗高的原因分析，提出了节能改造的途径。

　　1火力发电厂风机运行效率低的主要原因分析笔者经过多方面调查分析，认为锅炉通风系统的管网阻力设计计算与实际偏离太大，主要原因是空气流道侧往烟气道侧漏气，空气沿程流过对流过热器、省煤器、空气预热器时都有空气泄漏。虽然在计算空气量时也考虑到了漏气量，但是并没有考虑漏气对系统管网阻力的影响，因为气流总有向小阻力方向流动的特性，从而造成管网阻力达不到要求的压力，有点像电路短路，*后系统自动平衡出另一条管网阻力曲线。锅炉是一个十分复杂的管网系统，各处阻力难以计算，总阻力自然也很难计算。通常后果就是总阻力下降，使系统总的管网阻力曲线往大流量方向偏移，使运行工况远远偏离设计工况，造成流量大，全压下降，效率低，消耗功率加，甚至超载运行，更甚者还引起锅炉的载荷下降。

　　送、引风机的流量和全压在整个设计过程中层层加码，《火力发电设备技术手册》中推荐的送、引风机的裕量系数：风量裕量系数为1.1，全压裕量系数为1.2，电力设计院在系统设计中也加一点系数，风机制造厂设计选型时再加一点系数，*后送、引风机的裕量系数选到超过20%~30%是比较常见的。这在设计过程中就己使设计工况偏离了理论的运行工况，这种偏离也使运行工况远远偏离风机的*高效率点。

　　风机制造厂的设计选型问题：全国风机制造厂上千家，大中型制造厂也有几十家，但设计技术水平相差很大，生产的产品类型差别也很大；绝大部分制造厂都处于按系列规格性能参数选型销售，没有个性化设计能力和技术这样就很难保证用户要求的额定工况点在*高效率点上或在高效率区域内。根据火力发电厂运行中工况点多，设计工况与实际运行工况偏差大的特性。笔者认为按风机性能要求*理想的风机应是动叶可调的轴流式通风机。它通过调节安装在转子上叶片的安装角，可以获得很宽广的高效率区域，如果再加上调节转速，基本可保证运行工况在高效率区域内。只是具有个性化设计能力和生产动叶可调轴流通风机的厂家实在太少。

　　调节风机性能方式的选择：由于历史的原因和技术经济的限制，过去选择的大部分调节方式都不符合节能的要求，风机一般都采用调节门来调节流量和压力，这种调节方式都会使能量浪费掉。节能*好的方式是变转速调节，变速调节的设备有：电磁调速离合器、液力耦合器、变频调速器、双速电机及汽轮机等。

　　2火力发电厂现场风机运行和改造的实例例1：某地发电厂，由于漏气因素和流量、全压裕量系数过大使风机运行工况远远偏离设计工况，运行效率低，功耗大。

　　该厂发电量为315MW，选用一台送风机，介质为空气，提供的额定工况参数为力p口温度Tj风机设计选型：型号为8―机，其性能参数为力p'口温度T'= 825；内功率Pi*由于电站装置系统中设计性能参数的裕量系数取值过大，以及漏气等因素，使送风机的运行效率很低，其正常运行工况的性能参数应为力p口温度Tj 1.设计预期管网阻力曲线2.现场实际运行管网曲线3.8-39N26风机性能曲线4.6-48N26风机性能曲线5.8―39N26风机采用变转速调节后*大运行工况点的性能曲线；FGAHJEF*-面积表示G8―39N26用变转速调节后扩大的高效率运行区域；A预期额定工况点；B现场改进个性化设计工况点；CG8率运行区域；DG6*48N26风机高效率运行区域；K现场正常运行工况点送风机特性曲线运行工况的流量是设计工况的1. 0536倍，全压是设计工况的0.596倍。如果按照全压值富裕系数1.2考虑，其全压的预期值应为12860Pa而运行工况的全压仅9200Pa可见运行工况的偏离主要是因漏气造成的。其耗电量接近电机的额定负荷4500kW.原设备上没有变转速调节设备，只能用调节门调节，调节门开度为30*而上的K工况点，远远偏离高效率区域C，所以运行效率低、耗功大。分析这些运行参数，可以得到这样的几点结论：（1）运行工况远远偏离了设计工况，管网阻力曲线远远小于用户预期的阻力曲线。因此，不得不关小调节门的开度，让管网阻力曲线与全压和流量曲线有一个交点，即运行工况点，调节门开度小，又在大流量区，其内效率肯定很低，估算运行效率为0.55；（2）偏离了装置的设计运行参数，使装置的运行效率不能达到预期设计值，风机的耗功高，使电机满负荷运行，很不经济，降低了装置的运行效率。

　　如果仅按个性化设计的要求来改造送风机，按实测参数来改造可得如下结果。

　　考虑多个运行工况的要求，适当提高全压，改造送风机的性能参数为力p =81104Pa；进口温度现场改造通常要求电机、机壳、轴承不改动，仅改造转子和进口圈等零件，若按个性化设计来改造，其选型为6―48X2N26，其计算的性能参数为力p =81104Pa；进口温度从还可看出：个性化设计改造后风机性能曲线4的*佳效率点与改造设计工况点B重合，实测运行工况点K也落在*佳效率点附近，所以运行工况效率的提高得到了保证。

　　如果按内功率来计算节能，个性化设计改造后的选型为6―48X2N26所需的内功率仅为2924kW，比原装机组的内功率3878kW每小时可节能954kW，每年可节省835.704万kW1电，若每kW*h电价按0.2元计算，那么一年可节省167.1408万元。若按电机的实耗功率来比较，那经济效益会更高。可见，节能带来的经济效益是非常巨大的。

　　还示出了第二种改造方案，不改变风机转子，只增添变速设备，将风机的转速降到832r/min，风机的特性曲线变为5，运行工况点B和K都在高效率区域内，同样能达到节能的目的。

　　例2：某地石化总厂，一台燃油锅炉的送风机，选用汽轮机驱动。其型号为G4―73NC20，按设计要求性能为现场调查反映，该锅炉系统运行状态十分不好，不仅锅炉蒸汽产量达不到额定值，送风机压力也很小，升不上去，全压值p/=600Pa.送风机的耗功还很高，虽有汽轮机转速调节，降低转速当然可以降低功耗，但会使锅炉的蒸汽产量下降，不得不维持高转速、高功耗、低效率、低产量运行。分析原因是这个锅炉采用了新型改进锅炉，空气进炉膛的喷嘴面积过大，风速小，达不到设计风速，主要是预热器的漏气量很大，致使风机全压达不到额定值。从可看出：管网阻力值偏离设计值太大，即使有转速调节仍然不能使运行工况移到高效率区域内，以达到节能的目的。因为管网阻力曲线大部分都处于低效率区域内。对于这种锅炉的管网阻力系统要想改变运行工况的效率，只有改变管网阻力曲线，增加管网阻力，同时还要减少漏气。改造管网阻力，直到满足系统要求后，实测出新管网阻力曲线，再按照新的管网阻力参数去进行风机个性化设计，使送风机运行工况处在高效率区域内，实现经济运行。

　　A运行工况点BCDEB高效区域1.实际运行的管网阻力曲线2.设计预期管网阻力曲线汽轮机，高、中、低缸通流部分，调速系统；发电机部分，氢气冷却系统，励磁系统；锅炉部分，采用德国罗德米勒公司的技术和设备，改造了670t/h炉的空气预热器，降低漏风率；改造了高温过热器、高温再热器、省煤器等；辅机部分，送、引风机改为可调速机组，除尘器由水膜除尘改为电除尘；控制系统基本上实现了微机程序控制。

　　单台机组的发电出力提高10% 200MW机组变成220MW机组、125MW机组变成137.5MW机组；发电厂用电率下降了0.5个百分点；空气预热器的平均漏气率由改造前的35%降低到10%左右；汽轮机效率提高，高、中低压缸效率分从以上数据可见：电厂增产节能的成果突出，节能的潜力还很大，从用电率反映出风机的节能取得了效果，但还没有达到*佳效果，还有潜力可挖。

　　3火力发电厂风机提高运行效率途径的设想成立火力发电装备增产节能改造专家咨询中心，可以是常设机构，也可以是临时机构，但人员需相对固定，应由主机、辅机各种主要设备经验丰富的专家组成，至少应包括电站系统设计、锅炉系统设计、汽轮机、发电机、风机、水泵等专业的专家。国内发电装备发展历史长，各年代制造的都有，技术水平相差很大，改造任务量大、面广、涉及技术领域多，成立这个咨询中心可以做到少花钱，多办事，获得更高的节能效果。

　　提高风机和水泵的管网系统阻力计算的可靠性，降低流量和压力的富裕系数，避免运行工况偏离设计额定工况，偏离*高效率区域；同时改造流程中的漏气、漏水问题，这些都会造成管网阻力曲线的改变，致使运行工况往大流量，低阻力方向偏移，远离高效率区域造成高功耗、低效率运行。但改变这种状况很难。有专家提出采用正压通风系统，取消引风机，此意见值得考虑，应尽快试验一下。不仅节能效果好，漏风问题好解决，提高了管网阻力计算的可靠性，运行工况的偏离因素也得到了很大改善，有利于提高运行效率。现场送、引风机的运行工况效率差别很大，很难用一种改造方式把问题都解决。应该深入现场实际调查，根据不同的问题，提出不同的解决方案。这样会取得更好的节能效果。

　　风机管网系统改造后，*好实测出管网的阻力，根据新系统运行参数的要求重新按个性化设计的要求来改造风机，保证设计工况处于高效率区域内。

　　选择具有高效率、高效率区域宽广特性的新型风机，近10多年以来风机行业的主要厂家，先后从国外引进了具有先进技术水平的新型风机，例如动叶可调轴流式通风机、子午加速轴流通风机、斜流式通风机等。*值得推荐的是动叶可调轴流式通风机，*高内效率达到0.85，而且可以通过调节转子叶片的安装角，扩大高效率区域的范围，如果再配置变速调节设备，那就可以保证风机在各种运行工况下都能获得很高的运行效率。至于引风机叶片的耐磨问题，现在也有解决办法，米用铸钢叶片，如果还不理想，叶片表面还可粘接耐磨陶瓷片，现己有成功的使用经验。

　　风机在改造中应同时考虑设变转速的调节设备，保证各种运行工况都在高效率区域内，可获得更高的节能效果。选用变频器调速是比较理想的，它有许多优点，但价格昂贵；其次是液力耦合器，也可选择汽轮机驱动。

　　综上所述，火力发电厂的设备改造节能工作任重而道远，相关设备的制造厂还应积极配合提高本企业的技术水平，以满足用户设备改造的要求。