獲取短信驗證碼
2023-11-24
作者:石雪松 馮占宸
一、前言
隨著碳中和數字經濟發(fā)展,節(jié)能提效已經成為能源戰(zhàn)略的重中之重,推進能源結構調整,引導傳統計量數字化轉型迫在眉睫。在我國熱電廠中,電廠用電量占總發(fā)電量的8%~10%,鍋爐風機消耗電量約占總廠用電的25%。實際使用中的風機其運行效率低于80%的約占88%(圖1)。傳統電量統計無法實現遠程監(jiān)控,存在5%的誤差,無法輸出精準報表。因此風機能耗數據需要精準監(jiān)控,同時輸出可視化、定制化報表,才能制定合理的改造方案進行節(jié)能改造,提高風機運行效率。在保證運行技術參數的前提下,通過采用高效節(jié)能產品代替老產品降低系統運行能耗,有著十分重要的意義。
圖1
山東開泰電廠二期鍋爐所配置的除塵原引風機為JY75-38-12№19.5D,額定風量170000 m3/h , 額定風壓6200Pa ,設計工況溫度145℃,工作轉速960r/min,配套的YPT500-6型10kV電動機的額定功率500kW,原引風機實際運行工況點參數(見表1),運行過程中常常發(fā)振動。
表1 引風機改造前跟蹤測試情況
二、風機智慧運維
通過加裝風機智慧運維系統,對電機電壓、電流、功率因素、頻率等電參數進行在線監(jiān)測,根據風機運行時間進行換算,可以準確計算出能耗,并且輸出能耗報表。同時結合監(jiān)測到的風機性能、安全參數(流量、壓力、溫度、振動等),便于技術人員在機組運行過程中判別機組性能劣化趨勢,準確可靠的把握風機工作狀況,使得運行、維護、管理人員心中有數。風機專家現場勘察,結合故障分析模塊輸出的分析報表,找出風機運行效率低下、頻繁振動的原因:
1、原引風機的風量和風壓富余量過大。
原引風機型號因鍋爐蒸發(fā)量所需的流量和系統阻力的要求,在確定風機的風量、風壓和電機功率配置時,都留較大的富余量,鍋爐實際排煙溫度低于風機設計溫度約30-40℃左右,綜合因素導致風機實際運行工況點較大幅度偏離原設計佳工況點,長期處于低效率區(qū)運行,能源無效損耗較大。
2、原引風機屬于七十年代風機產品
工況點設計理論效率為80.2%。隨著近年來新型高效風機技術的發(fā)展,后傾高效風機的出現,其氣動效率遠遠高于傳統的前向風機。
3、積灰和磨損導致振動
現場工作人員根據風機智慧運維系統發(fā)出的運維提醒及分析預見了可能積灰和磨損現象,停機檢查也證明了我們的判斷。發(fā)現原引風機葉輪為前向型葉片,運行過程中極易積灰和磨損。通過對監(jiān)測數據的統計研究,在可視化圖表上可以直觀的看到振動異常的變化趨勢。隨即制定維護策略:每6個月需重新校正葉輪動平衡,每18個月需要更換新葉輪。
圖2 電廠引風機布置局部圖
圖3 風機在線監(jiān)測
三、改造方案
據在線監(jiān)測數據反饋的信息,原引風機通常運行工況為35Hz~43Hz之間,并且以40Hz運行相對較多,鍋爐蒸汽流量約65t/h。經多次現場熱態(tài)實測風機輸出參數及煙道阻力參數,以40Hz運行參數為電廠鍋爐日常狀態(tài),經數據處理分析,確定改造方案。
1、量體裁衣,優(yōu)化定做新型高效風機
通過對原有引風機在線監(jiān)測數據結果的計算,確定新引風機選型參數,常用工況風量135000m3/h,靜壓4400Pa量身定做了一款與運行狀況相匹配的新型高效后傾風機,結合現場實測安裝尺寸,并對新引風機進行強度校核計算后,確定新風機型號為LTF-702№19.8D,風機效率為89.3%,BMCR點設計效率均高于86%(見圖4),TB點流量為BMCR點的1.28倍。
鍋爐處于負荷65t/h時,風機運行軸功率為269kW,而選LTF-702№19.8D風機效率為86.5%,軸功率為233kW,軸功率可降低13.3%,每小時大約節(jié)電36度,按每年8000小時運行計算,新引風機比原引風機每年可節(jié)省電能5.7kWX8000h=28.8萬kW.h。
圖4 新引風機性能曲線圖
表2 鍋爐負荷65t/h時,原引風機實測性能與新引風機設計性能比較
2、優(yōu)化葉片結構,耐磨性能加強
采用后向板型葉片設計,不易積灰。設計了合理的葉片安裝角,在保證性能高效的同時,也有效適于確保合理的氣流正攻角,有效降低葉片進口磨損。本次節(jié)能改造方案確定如下:
更換范圍:機殼、葉輪、進風機口,原基礎、原電動機、原傳動組(軸承箱、軸承和主軸)和原進出口軟連接均利舊,風機改造后不再安裝入口調節(jié)門,風機參數的調節(jié)由變頻調節(jié)完成。
其中,利用改造后的機殼組側面與混凝基礎之間的富??臻g,增設了排污管,方便檢修時風機內的積灰和污水的排出。(見圖5)
圖5 新引風機結構
四、節(jié)能效益統計和對比
新風機安裝后在40Hz運行時,對其參數進行現場測試,測得風機靜壓Pst=3400Pa,煙氣流量Q=14.2萬m3/h,計算軸功率為236kW,軸功率實際降低12.3%,每小時大約節(jié)電33度,按運行8000小時/年計算每年可節(jié)省電能26.4萬kW.h,節(jié)能改造效益統計和對比(見表3)。
表3 改造節(jié)能效益統計表和對比
五、結論
改造后,引風機系統運行效率大幅度提高 ,節(jié)能效果顯著;葉片為后傾型,不易積灰,具有良好的耐磨性及噪音低等特點,延長了葉輪的使用壽命,減少風機故障停機次數,設備運行與維護費用下降: 采用變頻調節(jié)后,由于通過調節(jié)電機轉速實現節(jié)能,在負荷率較低時,電機、風機轉速也降低,主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕,管網系統運行壽命延長。
節(jié)能降耗、降低生產成本是熱電行業(yè)在市場經濟中立足的重要基礎之一。采用風機節(jié)能改型和變頻技術對熱電廠主要輔機之一的引風機進行節(jié)能技術改造和運行調節(jié) ,提高單機效率和系統運行效率 ,大幅度節(jié)約用電,安全性好,工期短,順應節(jié)能的發(fā)展趨勢,是當前電廠節(jié)能的重要有效措施。
作者簡介:
石雪松,原中國通用機械工業(yè)協會副秘書長、風機分會秘書長,主要從事風機行業(yè)管理工作。
馮占宸,沈陽德瓦特汽輪動力有限責任公司,主要從事透平壓縮機、汽輪機及控制部分設計。
文章來源:中國工業(yè)新聞
(版權歸原作者或機構所有)