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电站风机节能途径与技术探究
一、选择与锅炉风(烟)系统相匹配的风机
目前，我国大型电站风机(不论是国产还是引进)几乎均是高效风机，但其在电厂运行的经济性(或耗电率) 却有很大差别。究其原因，最主要的是所选风机的特性是否与其工作的管网系统阻力特性相匹配。因此，选择好与锅炉风(烟)系统匹配的风机是首要的节能途径。
要选好电站风机，以下两点是关键。
1、合理的确定风机选型设计参数
风机选型设计参数是否合理是风机运行经济性好坏的关键，选大了则会使风机运行不到高效区内，造成高效风机低效运行的后果。甚至可能导致离心风机及其进出口管道的剧烈振动和轴流风机失速(喘振)等不安全现象发生，威胁机组的安全经济运行。选小了又会造成不能满足机组满发的需要。
我国电站风机的选型参数均是按锅炉最大连续蒸发量所需的风(烟)量和风(烟)系统计算阻力加上一定的富裕量确定的。其中锅炉本体的风(烟)量和风(烟)系统阻力由锅炉厂提供，辅机设备的出力、阻力、漏风等由制造厂提供，锅炉岛内的风、烟管道由设计院设计，最终选型设计参数由设计院提出。因此，作为业主单位必须深入了解锅炉和辅助设备制造厂提供参数的依据，是否留有裕量及其大小(特别是空气预热器一两次风的漏风率、制粉系统的出力及阻力)；设计院的管道设计是否合理和风(烟)量及阻力计算时是否已留有裕量；最后总的裕量是否合适等。
要特别强调的是，提供风机的选型参数不能只有一个设计工况点参数，必须包括：
选型工况(TB)点、BMCR工况点、发电机组满发(经济运行)工况点、50%BMCR附近工况点，不投油最低稳燃工况点及锅炉点火启动工况点的参数。才能更合理地选用到满意的电站风机。 如果 只有 TB 和 BMCR 两工况点的参数就选择风机，往往造成选出的风机不能满足低负荷工况的需要。甚至造成轴流风机失速（喘振），或离心风机工作在气流高脉动区，给风机安全稳定运行带来隐患。
2、合理选择风机的型式和型号大小
为选择到合适的风机型式和型号，首先要有风机所在系统的阻力特性，即发电机组在各种负荷工况及可能的异常工况(如上节所列)下运行时该系统的流量和阻力。其次要了解机组的负荷特性(即负荷率)。
选型时，首先按TB工况参数选取风机型式和型号大小，然后将系统阻力特性(换算到所要选择的风机特性曲线相同的状态)画到所选的风机性能特性曲线图上，观察所要选的风机是否能满足安全稳定运行的需要。即阻力线要完全落在风机稳定区域内且失速裕度足够。
在满足安全运行需要后，再按机组负荷率进行计算比较，选择年耗电量最小的风机型号。但在确定风机型式(离心、动调轴流、静调轴流)时，还要考虑风机设备费、基础费、占地大小及运行可靠性等，进行技术经济比较后再最终确定。
二、采用先进的调节方式
由于电站风机在选型时均留有一定裕量，有时为考虑煤源(煤质)的变化、锅炉主辅设备状况变差等情况的影响，此裕量还较大。机组发电负荷也不可能不变，参与调峰的机组负荷率还较低。因此，电站风机总是在部分负荷下运行，这就要求对风机进行调节。显然，调节方式的好坏直接关系到电站风机运行的经济性。
风机最好的调节方法为变转速调节，其次是动叶调节轴流式风机，以下依次是静叶调节轴流式风机，进口导叶调节离心风机，进风箱进口百叶窗式挡板调节的离心风机， 采用节流调节的排粉机最差。
变转速调节在我国电厂中成功应用的有双速电动机、调速型液力耦合器和变频器。其它的如可控硅串级调速电机、滑差电动机、调速型液力离合器(ω离合器)也有个别应用。
在已投运的风机上加装变转速装置，更要注意风机与管网系统是否匹配的问题。 如果风机与管网系统匹配不好，即系统阻力特性线未通过风机的高效区，机组满负荷运行或风机全速运行调节机构 ( 如有 ) 全开时，风机运行效率就不高。那么即使采用变速调节，风机运行效率也还是低的。对此，必须首先对风机进行改造，然后再选配变速调节设备。
再有就是，在已投运的风机上加装变转速装置，还要对转子的固有频率及轴系的扭振频率进行校核计算，防止出现轴系扭振和在某些转速下运行时转子部件共振的发生。
三、改造低效运行的风机和不合理的管道布置
尽管在我国大型电厂中使用的电站风机几乎全是高效风机，但由于种种原因，其运行效率较低的风机仍不少。对这些风机进行改造，提高其运行效率，仍是我国电站风机节能的重要途径。
不合理的管道布置不仅增加系统阻力，若风机进、出口管道布置不合理，不仅破坏了风机的进气条件，还将降低风机的性能，使其达不到风机的设计参数，而且效率大为下降。因此，改造不合理的管道布置也是电站风机一种节能途径。
20世纪90年代前，电站风机改造主要是推广高效风机。将改造低效运行风机提高运行效率和提高风机本身运行可靠性结合起来；将降低风机运行电耗同尽量节省改造费用结合起来；在进行风机本身改造的同时，改造不合理的管道布置，并充分考虑管路系统特性及运行方式等，会使节能改造效果更显著。
风机改造的步骤和主要方法：
(1)改前试验。通过改前风机运行性能试验，得出系统阻力特性；确定合理的风机设计参数；评价风机进、出口管道布置的合理性；以及在风机改造的同时有无必要改造系统中的其它设备和管道。
(2)确定风机改造范围。根据改前试验结果，进行风机选型设计，并尽可能利用原风机设备部件(如电机、基础、传动组、等尽可能不换，机壳尽量少改或不改)，减少改造工作量和成本。
(3)进行结构设计。采用先进的有限元法对叶轮整体应力进行计算，合理选用材料及其厚度；对引风机及排粉机应采取有效防磨措施；对大型离心式风机优先采用双吸双支撑结构风机，并采用棘形(锯齿形)中盘，以减轻叶轮质量、减少磨损、降低启动力矩和电机容量的启动备用量；对采用进口轴向叶片调节的大型离心风机，在其后的集流噐中加装中心涡消旋器，以避免调节门在50%左右开度时风机及进、出口管道剧烈振动。最终达到提高风机运行稳定性和可靠性的目的。
(4)选择合适的调节方式。经技术经济分析，选择调节效率和可靠性高的调节装置。
(5)改造不合理的进出口管道布置。在改造风机的同时，改造不合理的风机进出口管道布置，或在不合理的弯道处加装导流叶片。以改善风机工作条件、降低系统阻力，从而达到多节电的目的。
(6)严把制造安装质量。
(7)重视风机启动调试，特别要注意需并联运行的风机在各种可能并列工况下的并车情况，防止抢风现象发生。并制定风机合理的运行操作方式。
四、提高电站风机运行的安全可靠性
电站风机的可靠性直接关系到发电机组的安全经济性。 如果 风机的可靠性不高，即故障率高，则会造成发电机组非计划停运或非计划降低出力运行，直接损失发电量和降低机组运行经济性。如2004年我国200MW以上机组引风机平均每台年等效非计划停运2.97h，造成直接少发电量达4.77亿kW·h以上。因此，提高风机可靠性，降低其非计划停运率，无疑是电站风机的另一重要节能途径。
标签: 风机改造 风机选型 离心风机
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