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電站風機節能途徑與技術探究
一、選擇與鍋爐風(煙)系統相匹配的風機
目前，我國大型電站風機(不論是國產還是引進)幾乎均是高效風機，但其在電廠運行的經濟性(或耗電率) 卻有很大差別。究其原因，最主要的是所選風機的特性是否與其工作的管網系統阻力特性相匹配。因此，選擇好與鍋爐風(煙)系統匹配的風機是首要的節能途徑。
要選好電站風機，以下兩點是關鍵。
1、合理的確定風機選型設計參數
風機選型設計參數是否合理是風機運行經濟性好壞的關鍵，選大了則會使風機運行不到高效區內，造成高效風機低效運行的后果。甚至可能導致離心風機及其進出口管道的劇烈振動和軸流風機失速(喘振)等不安全現象發生，威脅機組的安全經濟運行。選小了又會造成不能滿足機組滿發的需要。
我國電站風機的選型參數均是按鍋爐最大連續蒸發量所需的風(煙)量和風(煙)系統計算阻力加上一定的富裕量確定的。其中鍋爐本體的風(煙)量和風(煙)系統阻力由鍋爐廠提供，輔機設備的出力、阻力、漏風等由制造廠提供，鍋爐島內的風、煙管道由設計院設計，最終選型設計參數由設計院提出。因此，作為業主單位必須深入了解鍋爐和輔助設備制造廠提供參數的依據，是否留有裕量及其大小(特別是空氣預熱器一兩次風的漏風率、制粉系統的出力及阻力)；設計院的管道設計是否合理和風(煙)量及阻力計算時是否已留有裕量；最后總的裕量是否合適等。
要特別強調的是，提供風機的選型參數不能只有一個設計工況點參數，必須包括：
選型工況(TB)點、BMCR工況點、發電機組滿發(經濟運行)工況點、50%BMCR附近工況點，不投油最低穩燃工況點及鍋爐點火啟動工況點的參數。才能更合理地選用到滿意的電站風機。 如果 只有 TB 和 BMCR 兩工況點的參數就選擇風機，往往造成選出的風機不能滿足低負荷工況的需要。甚至造成軸流風機失速（喘振），或離心風機工作在氣流高脈動區，給風機安全穩定運行帶來隱患。
2、合理選擇風機的型式和型號大小
為選擇到合適的風機型式和型號，首先要有風機所在系統的阻力特性，即發電機組在各種負荷工況及可能的異常工況(如上節所列)下運行時該系統的流量和阻力。其次要了解機組的負荷特性(即負荷率)。
選型時，首先按TB工況參數選取風機型式和型號大小，然后將系統阻力特性(換算到所要選擇的風機特性曲線相同的狀態)畫到所選的風機性能特性曲線圖上，觀察所要選的風機是否能滿足安全穩定運行的需要。即阻力線要完全落在風機穩定區域內且失速裕度足夠。
在滿足安全運行需要后，再按機組負荷率進行計算比較，選擇年耗電量最小的風機型號。但在確定風機型式(離心、動調軸流、靜調軸流)時，還要考慮風機設備費、基礎費、占地大小及運行可靠性等，進行技術經濟比較后再最終確定。
二、采用先進的調節方式
由于電站風機在選型時均留有一定裕量，有時為考慮煤源(煤質)的變化、鍋爐主輔設備狀況變差等情況的影響，此裕量還較大。機組發電負荷也不可能不變，參與調峰的機組負荷率還較低。因此，電站風機總是在部分負荷下運行，這就要求對風機進行調節。顯然，調節方式的好壞直接關系到電站風機運行的經濟性。
風機最好的調節方法為變轉速調節，其次是動葉調節軸流式風機，以下依次是靜葉調節軸流式風機，進口導葉調節離心風機，進風箱進口百葉窗式擋板調節的離心風機， 采用節流調節的排粉機最差。
變轉速調節在我國電廠中成功應用的有雙速電動機、調速型液力耦合器和變頻器。其它的如可控硅串級調速電機、滑差電動機、調速型液力離合器(ω離合器)也有個別應用。
在已投運的風機上加裝變轉速裝置，更要注意風機與管網系統是否匹配的問題。 如果風機與管網系統匹配不好，即系統阻力特性線未通過風機的高效區，機組滿負荷運行或風機全速運行調節機構 ( 如有 ) 全開時，風機運行效率就不高。那么即使采用變速調節，風機運行效率也還是低的。對此，必須首先對風機進行改造，然后再選配變速調節設備。
再有就是，在已投運的風機上加裝變轉速裝置，還要對轉子的固有頻率及軸系的扭振頻率進行校核計算，防止出現軸系扭振和在某些轉速下運行時轉子部件共振的發生。
三、改造低效運行的風機和不合理的管道布置
盡管在我國大型電廠中使用的電站風機幾乎全是高效風機，但由于種種原因，其運行效率較低的風機仍不少。對這些風機進行改造，提高其運行效率，仍是我國電站風機節能的重要途徑。
不合理的管道布置不僅增加系統阻力，若風機進、出口管道布置不合理，不僅破壞了風機的進氣條件，還將降低風機的性能，使其達不到風機的設計參數，而且效率大為下降。因此，改造不合理的管道布置也是電站風機一種節能途徑。
20世紀90年代前，電站風機改造主要是推廣高效風機。將改造低效運行風機提高運行效率和提高風機本身運行可靠性結合起來；將降低風機運行電耗同盡量節省改造費用結合起來；在進行風機本身改造的同時，改造不合理的管道布置，并充分考慮管路系統特性及運行方式等，會使節能改造效果更顯著。
風機改造的步驟和主要方法：
(1)改前試驗。通過改前風機運行性能試驗，得出系統阻力特性；確定合理的風機設計參數；評價風機進、出口管道布置的合理性；以及在風機改造的同時有無必要改造系統中的其它設備和管道。
(2)確定風機改造范圍。根據改前試驗結果，進行風機選型設計，并盡可能利用原風機設備部件(如電機、基礎、傳動組、等盡可能不換，機殼盡量少改或不改)，減少改造工作量和成本。
(3)進行結構設計。采用先進的有限元法對葉輪整體應力進行計算，合理選用材料及其厚度；對引風機及排粉機應采取有效防磨措施；對大型離心式風機優先采用雙吸雙支撐結構風機，并采用棘形(鋸齒形)中盤，以減輕葉輪質量、減少磨損、降低啟動力矩和電機容量的啟動備用量；對采用進口軸向葉片調節的大型離心風機，在其后的集流噐中加裝中心渦消旋器，以避免調節門在50%左右開度時風機及進、出口管道劇烈振動。最終達到提高風機運行穩定性和可靠性的目的。
(4)選擇合適的調節方式。經技術經濟分析，選擇調節效率和可靠性高的調節裝置。
(5)改造不合理的進出口管道布置。在改造風機的同時，改造不合理的風機進出口管道布置，或在不合理的彎道處加裝導流葉片。以改善風機工作條件、降低系統阻力，從而達到多節電的目的。
(6)嚴把制造安裝質量。
(7)重視風機啟動調試，特別要注意需并聯運行的風機在各種可能并列工況下的并車情況，防止搶風現象發生。并制定風機合理的運行操作方式。
四、提高電站風機運行的安全可靠性
電站風機的可靠性直接關系到發電機組的安全經濟性。 如果 風機的可靠性不高，即故障率高，則會造成發電機組非計劃停運或非計劃降低出力運行，直接損失發電量和降低機組運行經濟性。如2004年我國200MW以上機組引風機平均每臺年等效非計劃停運2.97h，造成直接少發電量達4.77億kW·h以上。因此，提高風機可靠性，降低其非計劃停運率，無疑是電站風機的另一重要節能途徑。
標簽: 風機改造 風機選型 離心風機
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