锅炉引风机节能改造

锅炉引风机节能改造分析摘要：本文介绍锅炉风机效率及调速节能原理理论，并针对我公司锅炉引风机设计、运行工况的 数据分析，指出引风机电耗高和效率低的原因，论证引风机节电降耗的几种改造方案及其可行性，提 出引风机改造的可行性建议方案。关键词： 风机 节能改造 效率1概述在我国由于设计上的原因，高压电动机往往存在“大马拉小车”的现象，在某些场合即使裕度选 得不是很大，但由于工况存在负荷波动较大的情况，由于电动机不能跟着负荷的波动进行调节，能源 被大量浪费，并且造成了严重的环境污染。具统计，我国风机泵类的平均设计效率仅 75，比发达 国家水平低5个百分点，系统运行效率比发达国家水平低2025个百分点，节电潜力巨大。在国内火力发电厂的厂用电占总发电量的8%10%,而锅炉给水泵、凝结水泵、循环水泵占大容 量机组总厂用电的50，锅炉送风机、引风机消耗电量约占总厂用电的25。因此提高风机的运行 效率，对节能降耗有着重要的作用。要想更准确的评估和分析节能效果和收益，应组织进行风机的热 态试验，以掌握锅炉所配套的风机及其管路中的运行参数，作为经济性评价和改进的依据，目前由于 条件限制，仅根据现有材料和运行数据，进行初步测算和分析。2风机改造的几种方案我公司安装两台无锡锅炉厂生产的UG260/9.8M型锅炉，每台炉配南通金通灵风机厂制造单吸 双支撑离心风机两台，具体参数见表1：表1 引风机参数项目名称单位规范项目名称单位规范型号Y4-60-11Nq23.3D最高效率%85.1风量M3/h252922 Ma/h风机轴功率kw521风机入口质量流量kg/h225606叶轮直径mm2330风机入口温度C124电动机型号鼠笼式异步电动机YKK500-6风机入口密度kg/m30.892电动机容量Kw630全压Pa5992电动机电压V6000风机入口温度C124电动机电流A73.1额定转速R/min985电动机转数R /min985内效率%83.5内功率kw504我公司在安装时就考虑了风机的节能，加装了液力偶合器，但是在实际运行过程中液偶的开度 和风机转速都很低，锅炉带满负荷时（流量在240吨左右），两台引风机液偶一般开度在27左右， 风机转速在600700 R/min左右，在低负荷下风机转速一般在420550 R/min，液偶一般开度在 1220%左右。表示液力偶合器性能的特性参数主要有转矩M、转速比i、转差率S和调速效率（又 称液力偶合器效率）nV等，当忽略液力偶合器的轴承及鼓风损失时，其输入转矩M1等于液力偶合 器输出的转矩M,。液力偶合器运行时其涡轮转速n与泵轮转速n之比，称为液力偶合器的转速比i,2 T B液力偶合器在设计工况点的转速比i是表示液力偶合器性能的一个重要指标，通常i =0.97- nn0.98，液力偶合器在工作时，其转速比一般在i =0.40.98内，当i V0.4时，由于转速比小，工 作腔中充油量少，工作油升温很快，工作腔内气体量大，工作中常会出现不稳定状况。液力偶合器 工作时泵轮与涡轮的转速差与泵轮转速之比的百分数称为转差率S,液力偶合器的转差率除表示相S=（nB nT）/ nB二AP/ PB。液力偶合器的调速效率nv又称为传动效率，它等于液力偶合器B TBBV的输出功率P2与输入功率P之比，nv =P2/P1心卩/气二nT/nB =i,即在忽略液力偶合器的机械损 失和容积损失等时，液力偶合器的调速效率等于转速比，当液力偶合器工作时的转速比较小，其调 速效率也越低，液力偶合器进行变速传动时，其内部产生的转差损失功率并不是总随着调速效率n V （亦即转速比i）的下降而增大的，而是在nV =i=0.67时达到最大值，以后nV （i）下降时， 转差损失功率小反而减少。根据此理论，我公司液力偶合器在风机转速为657 R/min时转差损失 功率AP最大，而我公司风机在满负荷运行时基本在这一转速上下波动，运行时转差损失功率如 很大。当风机在低负荷下运行时，液力偶合器的调速效率nV比较低，液力偶合器的能量损失是比 较大的。根据这种情况必须对引风机系统进行改造，降低风机电耗。风机节能改造主要是通过提高风机运行全压效率和调速效率、电机效率，将浪费的耗功降至最低；根据我公司目前情况主要有下面几种方案： 、取消液力偶合器对电机进行变频改造； 、 液偶调速电机改双速; 、 更换低速电机液偶调速； 、 风机重新选型整套更新3一般风机改造的节能估算方法 一般风机进行调速改造的节能经济估算方法介绍多从流体力学的原理，风机或水泵属于平方转矩 负载，其转速n与流量Q,风压H以及轴功率P具有如下关系，Qxn,H8n2, P*n3, p x qxh，既流量 与转速成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，轴功率P还与风量（流量） Q,风压（扬程）H的乘积成正比，。当所需风量为不是风机的设计额定风量时，一般认为是与采用节流控制（挡板）调节的办法进行 比较，认为这种调节方式通过改变管网阻力，使管网风阻特性曲线变化。曲线1为恒速n1下的H-Q 特性曲线,曲线2为管网风阻特性曲线（风门全开）,当需要调节风量时,例如所需风量从100减 小到额定风量的70%即从图中的Q1减小到Q2,如果用调节风门的方法调节时，管网风阻特性曲线从 2变到3,系统的运行工况点为A点，所需功率P1 xQ1 xH1，此时系统工作点从A移至B,所需功率 P2 x Q2xH2，可以看出虽然风量降低了，但风压从H1变到H2增加了，因此轴功率P基本没有减小， 而采用调节转速来调节风量时，风机的转速由原来的n1降至n2，根据风机参数比例定律可以画出转速 n2下的H-Q特性曲线4,此时风机工作在C点，所需功率P3 乂 Q2xH3从图中可以看出在满足同样的 风量Q2的情况下，风压降大幅度下降到H3，轴功率P也将随之大幅度下降，通过降低转速而节省的 功率为：（Pl P3） = AP x Q1 xAH = Q1x （Hl-H3）。其中的AH为调节流量的挡板前后压差，由于风门 的全开节省了在风门上的压力损耗，从而采用调速控制后可大大降低消耗功率。要了解其根源我们需 要了解风机及其拖动电动机的功率和效率。风机的功率一般分为有效功率、内功率、轴功率、原动机 功率。3.1 风机有效功率风机的有效功率指气体从风机运转所得到的功率，计算公式为：P = qp/1000ev其中P为有效功率，单位kW； q为气体流量，单位m3/s； P为风机全压，单位Pa。 ev离心风机的静压有效功率为P = q p /1000est v st3.2 风机的轴功率风机的轴功率指原动机（电动机）传送到风机轴端上的功率，也称为风机的输入功率，它是风机 有效功率与流动损失、轮盘摩擦损失、泄漏损失、轴承轴端密封摩擦损失的功率之和，与有效功率的关系可用下式表示：P二P /n ，其中p为风机轴功率，P为有效功率，单位均kW； n为风机总效 p e fpef率。3.3 原动机功率拖动风机运转的电动机的输入功率，即拖动负载要消耗的从电网来的进线有功功率计算公式为：PP =，其中P为电动机输入功率，P为风机有效功率，单位均kW； n为电动机效率，n g n n ngegdg d f为传动效率， n 为风机总效率。f对于较大容量的风机，选择原动机（电动机）容量时，一般会取1.051.3的安全系数K，对于 离心式的锅炉引风机K取1.3，除尘风机K取1.2。3.4 风机的效率风机在工作时会产生机械损失、容积损失和流动损失，这些损失分别用机械效率n、容积效率 mn、流动效率n 7来衡量。风机总效率为： vln =n nn。f m v l离心风机的机械损失包括轴与轴承的摩擦损失、轴与轴密封端的摩擦损失及叶轮圆盘的摩擦损 失，一般离心风机的机械效率n =0.920.98。m离心风机的容积损失是由于风机旋转叶轮与静止部件之间具有间隙，造成气体从高压区向低压区 的泄漏，流动的阻力摩擦损失称为容积损失，一般离心风机的容积效率n =0.900.95。v离心风机的流动损失是由于气体从风机入口到出口流动的阻力摩擦损失和局部阻力损失以及工 况变化造成的冲击损失，一般离心风机的流动效率耳 l =0.800.95。风机的内功率P i是指风机有效与容积损失、流动损失之和，内效率指风机有效与内功率之比： 耳=P /P，一般风机的总效率作为风机经济性的指标，由于风机的机械传动损失不能进行相似换算 i e i因此除去机械损失因素的内功率可作为风机相似换算的依据。一般离心风机的总效率为0.700.90， 节能型的新一代离心风机设计总效率一般在0. 80以上。3.5 风机的入口导流器调节离心式风机一般采用入口导流器调节，导流器全开（90 ）时气流无漩流进入叶道，当调节转动 导流器叶片时气流产生预漩，风机全压降低，图2 中的性能曲线向下弯曲，随着入口导流器角度的变 小，风机性能曲线依次由1变为2、3、,使工况点往小流量区移动，工作点从A点依次变为A、 A”、 ，达到调节流量减小满足工况要求之目的。采用入口导流器调节的离心式风机比一般调节管道阻力的调节（如出口节流调节）方式要节能， 一般锅炉送引风机当流量调节范围在最大流量的 6090时，一般采用轴向入口导流器调节方式 比调节管道阻力的调节（如出口节流调节）方式可节约功率1524。图 2 离心风机入口导流器调节特性曲线入口导流器调节的离心式风机的性能曲线的等效率曲线是类似一簇椭圆曲线，其长轴方向与管路 特性曲线方向垂直，如图3示意，从图中可见其高效区比较窄，在风机入口导流器调节角度改变时， 风机的 效率变化显著。P0%)%4(30%450557520%I 65qv图 3 离心风机入口导流器调节效率曲线下表 2 为某型号进口与国产某型号风机分别采用入口导流器调节与入口导流器开度调节时风机 效率比较。表 2 两种风机入口导流器调节效率比较进口离心风机国产离心风机调节角度风机效率调节角度风机效率8030%8525%7053%8041%6065%7556%5073%6571%4078%5576%3082%4580%2083%3084%1084%1584%085%085%由上表可见，在风机采用入口导流器调节在角度30以内（开度在65%以上时）的风机内效率可 保持较高值，随着入口导流器调节角度的增大风机的效率有显著下降。3.6 风机的调速调节qv2根据泵和风机的相似定律，当一台风机分别在不同转速n1,n2下工作时，其流量、全压和轴功 率分别有以下比例定律关系:()2 ；其中q，H，P分别为转速n时风机的流量、全压和轴功率；q，H，P分别为转速%时风v11 1 1v 22 2 2机的流量、全压和轴功率。根据以上比例定律，可对风机在不同转速下的性能进行换算，如已知风机在转速 n1 时的性能曲线H - q、P - q、耳-q，可由曲线上任一点，根据q =q作；H = H （爲）2 ； P = P（厶）3从而绘1 v11 v11 v1v 2 v1 n2 1 n 2 1 n1 1 1出在风机在转速n2时的性能曲线H1-q、P -q、“ 1 - q。1 v 11 v11 v 1其中H -q特性曲线上，由H =（牛）2和略=件可推导出下列关系式：件=厶，那么可知只vH n q nq 2 q 222v2 2v1v 2要是H = Kq 2抛物线上的工况点彼此相似，在不同转速下的H - q特性曲线在同一抛物线上的工况点 vv其各点的效率相等，相似抛物线又称为等效率线。如图中n1, n2, n3转速下，1, 1，1”三个工况 点的效率均为耳2, 2, 2，2”三个工况点的效率均为耳。从图4中可见，耳-q曲线在转速减小时向小流量方向移动，而一般风机设计额定工作点一般在v其效率曲线的最高点附近，在导流阀全开情况下，锅炉的风阻与流量 q 的关系理论曲线基本接近二v次方抛物线曲线，是一条H = Kq 2等效率曲线。在一般风机运行速度范围内（转速在40%100%额v定转速）风机的运行效率基本保持较高的额定工况点的效线，因此在风门全开、采用改变风机转速调 节时，风机的各个运行工况点的效率基本接近，都与风机设计的额定工况点的效率接近，因此风机在调速运行风机效率能够保持在较高范围内。表 3是某型号进口风机采用变速调节时的效率。表3风机采用变速调节风机效率转速100%91%81%71%61%51%41%效率84.5%81%82%81%83%82%78%这部分由于提高效率而节约的功率相对于一般节能分析提出的由于增大风门开度降低压力损失的H-Q面积所对应的功率而言，才是风机采用调速所达到的节约能量的最主要组成部分。4风机运行情况分析每公斤燃料完全燃烧实际产生烟气容积可通过下式计算：V=1.866(C +0.375S ) /100+ 0.111H + 0.0124M +1.11093V0+0.008NarNm3/kgy ar ar ar ar排烟过剩空气系数a取1.3。理论空气量计算公式：V0=0.0889(C +0.375S )+0.265H -0.03330Nm3/kgar ar ar ar理论燃料消耗量计算公式：B=D (i -i )+D (i-i )/(nQ)kg/sgr gr gs pw gsrD过热蒸汽流量kg/s i过热蒸汽焓kj/kg grgri给水焓kj/kg D 排污水量kg/s锅炉排污率按照1%计算gspwi汽包压力下饱和水焓kj/kgn锅炉热效率，设计炉效：91.5%实际按照90%来计算Qr输入热量(完全燃烧时，燃料低位发热量)r设计煤种和实际运行煤种参数项目符号单位设计值运行数据空气干燥基水分M%0.741.02收到基全水分M810.6干燥无灰基挥发分V%2733.22收到基灰分收到基碳收到基氢收到基氧收到基氮收到基硫低位发热量QKJ/kg28523.477.210.810.82051520.745.923.353.040.990.822224411MPa 215C 给水焓kj/kg9.0MPa 540C过 热蒸汽焓kj/kg10.0MPa 540C过 热蒸汽焓kj/kg10.0MPa汽包压力 下饱和水焓kj/kg11MPa汽包压力下 饱和水焓kj/kg923.63485.43475.114081450.6net-ar饱和水和过热蒸汽焓值按照实际运行煤种计算结果过热蒸汽流 量t/h180.00200.00235.00250.00260.00280.00燃煤量kg/s6.417.128.378.909.229.93燃煤量t/h23.0825.6430.1332.0533.2035.76烟气量标立Nm3/s43.6748.5357.0260.6662.8367.68124C烟气量m3/s59.1865.7577.2682.1985.1391.70124C烟气量m3/h213034.32236704.80278128.14295880.99306481.36330111.85135C烟气量m3/s60.8267.5779.4084.4787.4994.24135C烟气量m3/h218937.03243263.37285834.46304079.21314973.29339258.53按照设计煤种计算结果过热蒸汽流 量t/h180.00200.00235.00250.00260.00280.00燃煤量 kg/s6.957.729.079.6510.0010.77燃煤量t/h25.0227.8032.6734.7536.0038.77烟气量标立N m3/s51.3457.0567.0371.3173.8679.56124C烟气量 m3/s69.5777.3090.8296.62100.08107.80124C烟气量 m3/h250440.91278267.68326964.52347834.59360296.27388076.03135C烟气量 m3/s71.4979.4493.34135C 烟气量m3/h257380.08285977.86336023.9999.30102.86110.79357472.33370279.30398828.77锅炉设计煤种和吸风机设计工况与几种运行方案烟气量比较：1) 、锅炉设计烟气量：360296邮/h，排烟温度134C，吸风机入口烟气温度124C时每台吸 风机的烟气流量：180148 m3/h(50.04 m3/s)。2) 、吸风机铭牌出力：252922 ma/h (70.3 ma/s),烟气温度124C。3) 、锅炉低负荷(180t/h)运行方式每台吸风机的烟气流量：125220m3/h (34.8 ms/s)。4) 、锅炉最大运行方式(280t/h)每台吸风机的烟气流量：194038 ms/h (53.9 ms/s)。5) 、锅炉目前实际运行方式(235t/h)每台吸风机的烟气流量：163482 m3/h (45.4 m3/s)。6) 、锅炉额定运行方式(260t/h)每台吸风机的烟气流量：180148 m3/h (50.04 m3/s)。由上可见，吸风机铭牌出力富裕量较大，比锅炉最大运行方式风量富裕约58884 m3/h，比低 负荷运行方式风量富裕约127702m3/h,比锅炉目前实际运行方式富裕约89440 m3/h，比额定运行方 式风量富裕约72774 m3/h，流量富裕量为：23.350.5%。锅炉设计和吸风机设计工况与几种运行方案风机全压比较：1) 、吸风机转速：985r/min,铭牌全压：5992Pa;密度0.892kg/m32) 、锅炉设计本体(含锅炉尾部烟道)总阻力:1494Pa,烟道阻力小于500Pa。设计烟气量：360296 m3/h,每台风机烟气流量180148 m3/h0即风机入口静压最大为T994Pa,动压一般等于静压的(10-20%), 考虑风机内部流动阻力和对流体的压缩，烟气全压增加(15-20%)，烟囱升力可以克服脱硫系统和烟 囱本身阻力,那么风机近似全压为：1994X1.2X1.2=2871Pa,而吸风机铭牌全压5992Pa,富裕3000 Pa。正常运行吸风机静压差(根据运行记录)脱硫系统运行时：吸风机转速：600r/min左右， 进口静压 p =-1372Pa,出 口静压 p =-276.5Pa12吸风机出口和进口静压差：P=-276.5- (-1372) =1095.5 Pa脱硫系统不运行时：吸风机转速：540r/min左右， 进口 p =-1358Pa,出口 p =-468.5Pa12吸风机出口和进口静压差：P=-458.5- (-1358) =899.5 Pa风机全压：P=(p2+ P 2 v 2/2)- (p1+ p 1 v 2/2),二P+(P2V22-P1V21)/2 需要实际测量进出口烟气密度和流速，由于目前无条件测试，试根据计算的烟气流量和风机实际 运行转速及制造商提供的风机各个转速(600r/min和540r/min)的性能曲线，近似查得风机全压， 然后根据风机全压,流量,作出管路阻力曲线,由于锅炉炉膛接近大气压力,作为特例管路阻力曲线 是通过坐标原点的一条抛物线，其方程式为：P=kq2k-阻力系数，P-全压q-流量vv 此管路阻力曲线近似等于风机相似曲线，也近似等于风机切割曲线0即三条曲线是重合的0 以纯凝汽工况为例：在脱硫系统投入时，烟气流量50.3m3/s,风机转速600r/min，查600r/min 性能曲线，风机全压2060Pa,求阻力系数 k，k= q 2/P =50.32/2060=1.2282v分别将各个流量代入管路阻力曲线方程：流量qv828070605040302010全压P54745211399029312036130373332681发现工况点（82, 5474）正好是与全速P- q曲线相交点，也就是说，此管路阻力曲线（脱硫系V统投入时）风机转速变化,工况点都在这条管路阻力曲线上,上表的数据始终是对应的。除非脱硫系 统退出运行时,管路阻力曲线才会发生变化。qv吸风机性能特性曲线示意图上图上方一根蓝色曲线是风机全速（985r/min）运行的（p- q ）曲线，下方一根蓝色曲线是风机V转速600r/min运行的（p- q ）曲线，红色曲线是管路阻力曲线,A0点为设计工况点，如果风机全速v运行，实际运行工况点为A点，A1点是风机转速600r/min运行的实际工况点，也是目前纯凝汽运行, 脱硫系统运行时的工况点。上图可以明显看出风机设计参数与实际运行工况相差甚远,功率浪费是很 大的。好在风机采用液偶调速,部分功率被回收,但风机机械效率下降,调速效率只有60%左右,所 以仍然是不经济的。4.1锅炉不同主蒸汽流量下的引风机运行参数比较表4 引风机额定负荷需求运行参数比较（设计煤种）项目全压/Pa流量/m3.h-1内效率/%内功率/kw轴功率/kw电机功率/kw引风机（180吨）98512522080.042.8344.15116.5引风机（200吨）121613913480.058.760.6144引风机（235吨）167916348280.095.398.3198.5引风机（260吨）203918014880.0127.5131.5241引风机（280吨）236519403880.0159.3164.3280表4 引风机额定负荷需求运行参数比较（运行煤种）项目全压/Pa流量/m3.h-1内效率/%内功率/kw轴功率/kw电机功率/kw引风机（180吨）71310651780.026.427.284.3引风机（200吨）88011835280.036.237.3104引风机（235吨）121513906480.058.760.5143.6引风机（260吨）147515324080.078.581174.6引风机（280吨）171216505680.098.1101.2202.5注：引风机电机效率0.9,调速效率等于调速比、机械效率0.97,排烟氧量5.2,排烟过剩空气系数1. 3， 引风机内效率始终是80%,是因为引风机由液偶调速，根据工况点，查制造商提供的性能曲线 所得，实际效率需要进行测试。 实际运行时煤质变化较大，需要的风量和过剩空气系数也有变化，以及运行调整方法不同，风 机耗电也不一样。 由于现场条件限制，上述数据是根据目前运行情况及理论分析得出的，改造前需要通过现场试验及重新设计计算，来确定引风机的合理参数。4.2计算分析根据对不同负荷下进行计算得到的引风机的各种效率和所需的功率如表5。表5 各种负荷下引风机各种的效率（设计煤种）流量t/h内效率/%机械效率/%电机效率/%调速效率/%总效率/%需电机功率/kw18080979042.1229.42116.520080979046.832.71442358097905538.4198.526080979060.642.324128080979065.345.6280表5 各种负荷下引风机各种的效率（运行煤种）流量t/h内效率/%机械效率/%电机效率/%调速效率/%总效率/%需电机功率/kw18080979035.8325.0284.320080979039.827.810423580979046.832.7143.626080979051.536174.628080979055.538.8202.5注：弓I风机电机效率按90%计算，是因为大马拉小车，功率因素下降，电机效率下降较大。通过以上设计、运行及测试计算数据分析发现，目前引风机均运行在设计高效工况点以外，表现 在以下几个方面： 锅炉排烟温度偏离风机设计温度要高出15-20C左右； 引风机采用液偶调速，节能比较显著，但是实际使用转速在600r/min左右，有时更低，从 985r/min,调到600r/min,调速效率60%左右，其内部产生的转差损失功率在nV =i=067时达到最 大值，即风机转速为657 R/min时转差损失功率AP最大，风机在这一转速范围内转差损失功率AP 比较大，不仅浪费了部分功率，而且使电机功率因素降低，电机效率下降较多，同时使厂用系统电能 损耗增加。 负荷越小，效率越低，而引风机的总效率更低，有一半以上的功率是浪费的。 锅炉烟气管道阻力低于同类型50MW机组的管道阻力，而引风机设计全压大大高于实际阻力，引风机考虑了脱硫系统阻力，而实际烟囱高度高，自拔力大，可以减少引风机出力。此外采用的 是电除尘器而非水膜除尘器，烟道漏风较小，引风机前氧量可能低于5.2，其主要原因是采用了管 式空气预热器。5引风机改造方案分析5.1 按照设计煤种针对我公司目前引风机4 种改造方案，节能改造效果初步估算如表6；表 6 风机节能的期望值风机蒸汽量t/h内效率/%机械效率/%电机效率/%调速效率/%总效率/%节约电机功率/kw引风1808097959771.5168.6机改2008097959771.5178.3变频2358097959771.5191.92608097959771.5198.32808097959771.51101.7引风18080979356.140.4631.8机改20080979362.344.9639.6双速23580979373.252.8254.1电机26080979380.758.2165.728080979386.962.776.7引风18080979556.141.3333.6机换20080979562.346.041.8低速23580979573.254.057.3电机26080979580.759.569.528080979586.964.181.1引风18082979561.9546.8143.3机成20082979568.852.053.6套更23582979580.961.173.7换26082979589.167.389.42808297959672.5104.15.2 引风机改造方案效益分析按照目前主蒸汽流量180吨/小时和235吨/小时两种工况进行比较改造效益，全年运行7500小时，其中180吨/小时工况运行3500小时，235吨/小时工况运行4000小时，各方案效益见表7；表7 180吨/小时和235吨/小时工况下改造效益方案名称液偶改变频电机改双速换低速电机成套更换180吨/小时目前功耗/kw116.5116.5116.5116.5180吨/小时改后功耗/kw47.9184.6982.973.2节约功率/kw68.5931.8133.643.3年运行小时3500350035003500年节电量/kwh240065111335117600151550235吨/小时目前功耗/kw198.5198.5198.5198.5235吨/小时改后功耗/kw106.63144.41141.2124.8节约功率/kw91.8754.0957.373.7年运行小时4000400040004000年节电量/kwh367480216360229200294800年合计节电量/kwh607545327695346800446350电价元/kwh0.4650.4650.4650.465两台效益/元565016.85304756.35322524415105.5设备投资费万元150203060安装费用/万元100010采用最小年费用法进行两种调节方法的经济性比较。即比较年费用最小的为最经济方案。年费用Nf可按下式计算：N 二 r(1+r)t/(1+r)t -1)XR +Cf式中：r年利率，取r=7%t设备的经济运行年，取t=10R设备初投资。C项目的年运行费用，只考虑耗电费一项。电价按0.465元/ kwh,由于调度给的计划发电量是以发电机的发电量为准的，在同等的计划发 电量下，厂用电越少，上网电量越多，所以要以上网电价计算，计算结果列表8如下：表8四种改造方式经济性比较之一初投资R（万元）年耗电量（万 kwh）年耗电费C（万元）年费用Nf回收年限年10年节约电费用（万元）评价变频调节160118.8455.2678.043.26565.02最经济双速电机20174.8181.2984.130.7304.76次次经济更换电机30170.9979.5183.781322.52次经济整套更换70151.0870.2580.221.85415.11较经济不改造0240.35111.76111.76不经济5.3引风机改造方案说明5.3.1方案之一：拆除液偶换变频，变频器按电机容量630kw,两套，160万元，由于电机转速 最大只需要740r/min，变频器的容量只需要630* （740/985） 3M.2=320kw，价格还要降低。表中仍 按630KW计算。年费用低于改造前，3.26年可以回收投资。5.3.2方案之二：电机改双速电机，比较简单，每台10万，两台20万全部搞定。年费用低于改 造前，0.7年可以回收投资。5.3.3方案之三：电机更换低速电机，反正最大转速只要740转/分，不如买一台低速电机装上， 电机容量也只要330kw，电机价格15万元，基础按原来的不变，基本不需要安装费。年费用低于改 造前，也比改双速电机低，1年可以回收投资。换下的电机可以做备品或卖掉。5.3.4方案之四：电机和风机全部换，电机15万，风机15万，安装费5万，两台合计70万元， 年费用低于改造前，1.85年可以回收投资。从上表看出最省钱的是改双速电机，年费用最低的是拆除液偶换变频，但初投资高，由于改双速 电机，变速时需要停运风机，而风机是长期运行，负荷是全天在变化，如果负荷发生变化，就切换， 将导致风机的频繁启停，对机组的安全运行构成威胁，并且经济性也会打折扣，通过液偶调速效率也 很低，所以此方案不可以采纳。电机和风机全部更换，拆装工期比较长，并且基础也有可能不符合要 求，根据目前我公司情况，此方案也不可取。对于更换电机方案，更换电机还采用原来的液力偶合器， 液力偶合器的调速效率将比目前提高很多。但液力偶合器在调速过程中出现转速滑差损失，一般占电 动机输入功率的10%15%左右，从长远来分析，低效率的液偶调速越来越被高效的变频调速所代 替，变频调速技术越来越成熟，价格越来越便宜，如果变频容量不按照530kw而按照320kw要比上表 的160万低50万左右，并且我公司的液力偶合器已使用一年，设备陆续要出现这样那样的问题，需 要检修和更换备品备件，安全性不是很好，而变频技术现在比较成熟，即使出现问题切换为工频运行 进行处理，不会常时间影响设备的运行。变频运行时网侧功率因数得到提高： 我公司原电机直接由 工频驱动时功率因数为0.7左右，采用高压变频调节系统后，电源侧的功率因数可提高到0.98以上， 可进一步节约上游设备的运行费用。设备运行与维护费用下降： 采用变频调节后，由于通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低 时，电机、风机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期可加长，设备 运行寿命延长。用高压变频调速装置后，可对电机实现软启动，启动时电流不超过电机运行额定电流的1.2倍， 对电网无任何冲击，电机使用寿命增长。操作简单，运行方便，通过DCS远程直接给定调节输出频率，实现自动化调节。4结论通过上面对引送风机节电改造方案的分析，结合公司目前调峰幅度小，机组全年运行达8000h的实际情况，按照上述理论，风机在挡板全开的情况下，风机在50%100%转速下运行风机的内常时间运行转速下的效率需要风机厂协助进行测量），可不对风机本身进行改造，只在改变风机转速 上做文章，所以引风机宜采取更换低速电机或拆除液偶换变频的方案。更换低速电机方案具有投资少、 工期短、不影响原来的运行方式的优点。拆除液偶换变频的方案虽然初投资大，但年费用最低，节能 效果最好，安全性最好，工期短的特点，并顺应节能的发展趋势。所以优先采用拆除液偶换变频的方 案。参考文献1 对本公司引、送风机节电降损的再分析作者：盛焕程2 吴民强泵与风机节能技术问答M 北京：中国电力出版社3 泵与风机（第二版），杨诗成，王喜魁，北京，中国电力出版社。 说明：上面是根据盛总的对本公司引、送风机节电降损的再分析文章和相关资料整理的，对 方案的分析是我个人观点，最终确定采取那个方案，还需要与设计院和风机厂家等单位研究确定，需 对脱硫阻力、烟道阻力要进行精确测量。引风机在60MW负荷下脱硫装置投入后各参数统计机组蒸汽流量A引电流A引液偶 开度A引转速B引电流A烟道压力真空A引入口 挡板开度#123540.8532.5650.641.8-1042.5794100#2机组B烟道压力环境温 度A环境温度B排烟温度A排烟温度BB引液偶开 度B引转 速B引入口 挡板开度#1-1030.061617145.76140.1727.43655.78100#2随着供热量的增加，按照预测主蒸汽流量235吨/小时和260吨/小时两种工况进行比较改造效益全年运行7500小时，其中235吨/小时工况运行3500小时，260吨/小时工况运行4000小时，各方案效益见表7；表7 235吨/小时和260吨/小时工况下改造效益方案名称液偶改变频电机改双速换低速电机成套更换260吨/小时目前功耗/kw241241241241260吨/小时改后功耗/kw142.68175.31171.48151.6节约功率/kw98.3265.6969.5289.4年运行小时4000400040004000年节电量/kwh393280262760278080357600235吨/小时目前功耗/kw198.5198.5198.5198.5235吨/小时改后功耗/kw106.63144.41141.2124.8节约功率/kw91.8754.0957.373.7年运行小时3500350035003500年节电量/kwh321545189315200550257950年合计节电量/kwh714825452075478630615550电价元/kwh0.4650.4650.4650.465两台效益/万元664787.25420429.75445125.9572461.5设备投资费万元150203060安装费用/万元100010表8四种改造方式经济性比较之一初投资R（万元）年耗电量（万 kwh）年耗电费c（万元）年费用Nf回收年限年10年节约电费用（万元）评价变频调节160188.78587.785110.572.73664.79较经济双速电机20241.335112.221115.070.5420.43次次经济更换电机30236.024109.751114.030.71445.13次经济整套更换70208.6497.018106.981.32572.46最经济不改造0331.75154.264154.26不经济资料素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）