锅炉引风机改造与节能

1、熊爱生广州员村热电有限公司，广东 广州 510655摘要：广州员村热电有限公司员村电厂原引风机的效率偏低，引风电耗偏高，为此进行了两种引风机节能改造：切割叶轮和加装液力偶合器，使引风机的效率有所提高。本文对引风机效率低的原因进行分析，分析比较两种改造的节能效果。关键词：引风机；节能；叶轮切割；液力偶合器；效率广州员村热电有限公司（后称“员电”）现有三台由哈尔滨锅炉厂生产的HG-220/9.8-YM10型煤粉锅炉。每台炉配置两台贵州鼓风机厂生产的Y4-73-14No20F型离心式引风机，叶轮直径为2m。在标准状态下，设计额定出力为204656m3/h，额定转速为960r/min，额定全压为313

2、9Pa，内效率为80%，采用进口风门调节出力，配套电动机的额定转速为988r/min，额定电压为6kV，额定电流为36.9A，额定功率为315kW。1 引风机设备效率偏低的原因员电在1997年投产后，各引风机运行时进口风门的开度均只有20%30%，节流损失较大，引风机马达的运行电流平均高达32A，引风电耗高达2.8kWh/t汽，严重偏高。按锅炉厂家计算说明及引风机厂家提供的换算公式，员电锅炉在额定运行工况下，每台引风机烟气流量约为180000m3/h，烟气的温度为137，密度为0.85kg/m3，引风机在实际工况下的额定性能为 额定出力Q1=Q0·n1/n0=210625m3/h额定

3、全压P1=P0（n1/n0）1/0=3793Pa根据锅炉厂家的空气动力计算书，在设计额定运行工况下，锅炉本体的烟气侧全压降为1291Pa，烟囱高度为180m，烟囱自生通风60Pa，则引风机运行的有效全压为1231Pa，计算引风机的设备效率约22%，严重偏低。从以上说明可以看出，在设计额定运行工况下，引风机的流量余量为30625m3/h，余17%；全压余量为2563Pa，余208%。过大的全压余量使引风机进口风门关得很小，产生较大的节流损失，造成引风机的设备效率严重偏低，引风电耗偏高。22 风机节能改造情况为降低引风电耗，提高员电生产的经济性，我们对引风机进行了节能改造。2.1 2、3号炉引风机

4、叶轮切割改造按照叶轮切割理论1，并保持引风机有10%的余量，计算最大叶轮切割量D：比转速ns=n0·Q01/2/p203/4=12.06该风机为高比转速风机，按风机叶轮切割理论，风机出力与叶轮直径成正比，允许切割量为7%15%，可知D=D0-D0（1.1Q/Q1）=119mm按以上相似计算，引风机最大叶轮切割量为119mm。考虑到引风机是锅炉重要辅机，直接影响锅炉的正常运行，取叶轮切割量为60mm（3%）。2000年3月，将2、3号炉甲乙引风机叶轮径向切割60mm，切割后，2、3号炉引风机叶轮直径D为1940mm，马达的运行电流平均降为28A，进口风门开度提高至30%40%，引风机电

5、耗降为2.45kWh/t汽，节能约12%。2.2 1号炉引风机加装调速型液力偶合器在2、3号炉进行叶轮切割改造后，引风机进口风门的节流损失仍然较大，引风电耗仍偏高。为进一步了解引风机的实际性能，2001年9月委托广东电力试验研究院对2、3炉号的引风机进行性能测试。在锅炉额定工况下，测试结果如下：在两台引风机并列运行时，各引风机有效全压（进口风门前至出口的全压升）为880920Pa，烟气量为170000180000m3/h，风机的设备效率仅18%20%；在一台引风机进口风门全开（关小另一台进口风门）时，引风机有效全压为14501500Pa，烟气量为270000280000m3/h，设备效率为41

6、%44%。根据引风机性能测试结果，其实际性能与设计性能有较大的差异，实际出力余量较大，采用调速的方法调节风机出力可取得更好的节能效果。考虑到采用6kV调频调速设备投资较大，维护费用较高，员电在2002年3月，将1号炉两台引风机均加装YOTGCD750/1000型调速型液力偶合器：额定输入转速1000r/min，传递功率范围150440kW，额定转差率为3%。3 两种引风机改造方法后节能效果比较员电进行的两种引风机改造方法所取得的节能效果并不一样，进行叶轮切割改造后的引风机，只节能约12%，而加装液力偶合器后的引风机，节能近40%。3.1 引风机加装液力偶合器改造的性能在进行1号炉引风机加装液力

7、偶合器的改造后，两台引风机并列运行，进口风门全开，在锅炉额定工况下，平均转速为610r/min，马达运行电流为20A，引风电耗降为1.6kWh/t汽。按风机的相似理论1，取风机的内效率内仍为80%，机械效率机为95%，电动机效率电为90%，有效全压P有效为920 Pa，进行计算，则加装液力偶合器改造后的引风机在转速为610r/min时性能为:出力Q11=180000m/h；全压P11=P1(n11/n1)=1446Pa，全压损失约450Pa；马达的输入功率N总2=170 kW（cos为0.82）；液力偶合器的输入功率N偶入=N总电=153 kW；液力偶合器的输出功率N偶出=P11Q11/（36

8、000×1000×机×内=95kW；液力偶合器效率偶=N偶出/N偶入×100%=62%；风机设备效率11=P有效Q11/(3600×1000×N总)=27%；额定转速下实际出力Q10=Q11n1/n11=291540m3/h 3.2 引风机进行叶轮切割改造的性能在员电进行2、3号炉叶轮切割的改造中，叶轮切割量60mm，马达运行电流为29A，按风机叶轮切割理论1，则叶轮切割改造后的引风机性能为:出力Q21=Q10D/D0=282800m3/h，出力余量仍达102800m3/h;全压P21=P1（D/D0）2=3569Pa，全压损失达25

9、77Pa;马达的输入功率N总=总=247kW;风机设备效率21=P有效Q21/(3600×1000×N)=19%4 引风机的进一步改造在进行两种引风机节能改造、节能比较后，加装液力偶合器的改造方法所取得的节能效果较好，为此在进行叶轮切割改造后再加装液力偶合器。2003年初，2、3号炉引风机均进行加装YOTGCD750/1000型调速型液力偶合器改造。2、3号炉引风机加装液力偶合器后，马达的运行电流平均降为18A，进口风门全开，引风机的运行转速平均为620r/min，引风电耗降为1.45kWh/吨汽，在风机进行叶轮切割改造的基础上再节能近40%，较未进行改造前节能近48%。在锅炉额定工况下，两台引风机并列运行，按风机的相似理论1，则加装液力偶合器改造后的引风机在转速为620r/min时性能为：出力Q31=180000m3/h;全压P31=P21(n21/n1)2=1405Pa 全压损失约413Pa;马达的输入功率N总=153kW;液力偶合器的输入功率N偶入=N总电=138kW;液力偶合器的输出功率N偶出=P31·Q31/(36000×1000×机×内）=92kW;液力偶合器效率=偶(N偶出/N偶入)×100%=66%;风机设备效率s1=P有效Q31/（3600×1000×N