电站风机节能改造.ppt

发电厂风机节能改造，西安热力研究所有限公司2001年8月，岳家整体1351195029，主要内容，1中国发电厂风机现状和当前主要问题2发电厂风机节能改造路径3发电厂风机节能改造技术和方法4节能改造实例，1中国发电厂风机现状和当前主要问题，1.1本课件主要是锅炉风机、感应风机在发电厂中，各风机的发电厂功率比一般都比较高，因此试图降低风机的功耗比对发电厂的经济运行具有非常重要的现实意义。1.2我国电站风机的总体技术水平已经进入国际先进行列，但为了满足中国火力发展的实际需要，需要在制造工艺、质量管理、选型设计和运行水平等方面进一步提高。1.3发电厂轴流风机制造水平中国大型发电厂风机主要制造企业沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、成都电力机械厂、豪顿化公司、武汉鼓风机厂都引进了国外先进的轴流风机技术，多年来对多种引进技术的消化吸收和自行开发，目前我国生产的发电厂轴流风机，无论是调节动叶还是调节静叶，已经满足了我国火电厂发展的要求，并出口到国外(包括一些发达国家)1.4发电厂离心风机制造水平我国从20世纪60年代开始开发了具有世界先进水平的4-72、4-73发电厂离心风机，此后西安热研究院在我国火力发电技术发展的各个时期，如4-60、5-52、5-36、5-29、6-22等。目前我国生产具有国际先进水平的电厂离心风机，可以满足我国火力发电技术发展的需要。1.5风机运行问题1.5.1轴流风机失速，特别是阻力变化大的主风机、感应风机、脱硫增压风机；1.5.2风，烟管异常振动并不少见，尤其是一次风管、密封风管等；1.5.3高压离心风机变频后风机异常振动、风压波动；1.5.4轴流风扇的变频后，在特定公用频率下发生谐振，导致风扇无法安全运行。1.5.5风扇调节不足灵活性、堵塞、故障等导致的实际调节位置和指令偏差影响并行运行和稳定运行。1.5.6风机及电机轴承振动问题也更加突出。1.5.7调节叶片脱落，转子裂纹故障时发生；1.5.8高工作噪音基本上达不到85dB要求。1.6我国电站风机节电潜力很大。一般来说，我国电站风机的平均功耗率高，节电潜力大。主要原因包括：(1)认为风机选型参数不合理。(2)选择不当的风扇；(3)风扇的可靠性下降。(4)煤燃烧恶化后风机产出增加；(五)操作不当；(6)单位负荷率低。(7)由于现场有限烟气管道设计不合理，脱硫脱硝改造中功耗高；(8)变速调节装置工作不正常。2电站风机节能改造途径，选择与2.1锅炉空气烟气系统一致的风机，目前我国大型电站锅炉风机几乎是高效风机，但在电厂运行中经济性有很大差异。最主要的原因是不同风扇的特性与运行的管网系统阻力特性相匹配的性能存在很大差异。因此，选择适合锅炉风(烟)系统的风扇是节能改造工作的首要任务。2.2作为高级调节方法，锅炉风机主要根据煤质变化、锅炉主辅助设备状态变化等因素，被选定为具有高风机裕度的工厂，参与调峰的设备负荷比例较低。因此，锅炉风扇总是在部分负荷下运行。显然电站风机的性能调节是关键，电站风机的节能改造是调节方式的改造。2.3运行效率低下的运转风扇的现在，我国大型发电站使用的发电站风扇几乎大部分是效率高的风扇，但由于各种原因，运行效率低的风扇也不少。改造这种风机提高运行效率是我国电站风机节能改造的重要方法。2.4改造不合理的风机进出口管道布置，风机进水、出口管道布置不正确，不仅增加了风(烟)系统阻力，还增加了空气机电消耗，甚至直接影响了风机的性能。特别是风扇入口管道布置不当，会破坏风扇入口气流的均匀性，导致风扇输出和效率大幅下降。因此，改造无理的入口和出口管道布局也是改造风机节能的另一种方法。2.5电站风机运行的安全性和可靠性提高，电站风机的可靠性直接关系到发电机组的安全经济。风扇故障率高，由于意外的发电中断或输出减少，发电功率直接损失，设备运行的经济性降低。因此，提高风机的可靠性改造，降低计划外停机率，是发电厂风机的另一重要节能改造方法。2.6风烟系统的优化和空气烟气系统的优化调整，特别是锅炉启动停止和低负荷优化调整，减少节流损失，提高风机实际运行效率，也是电站风机节能不可忽视的方法。3电厂风机节能改造技术和方法，选择与3.1锅炉风(烟)系统匹配的风模型和尺寸，选择与锅炉风(烟)系统匹配的风机，首先必须完整准确地提供风机选型设计所需的原始数据和运行条件参数；二是合理确定风扇的类型和大小。1)合理的风扇选择设计参数，风扇选择设计参数是合理的风扇操作经济学最重要的问题，风扇操作在有效区域，可能导致大选择，高效的风扇低效率操作的结果。离心风机及进出口管道的剧烈震动和轴流风机失速(喘振)等不安因素可能会威胁装置的安全经济运行。如果选择小，则无法满足单元的整体要求。我国电站风机的选型参数是根据锅炉最大连续蒸发所需的风(烟)量和风(烟)系统计算阻力，再加上一定的悬浮量确定的。其中锅炉主体的风(烟)量和风(烟)系统阻力由锅炉厂提供，辅助设备的输出、阻力、空气泄漏等由制造厂提供，锅炉岛的风、烟管道由设计所设计，设计参数由设计所最终选定。因此，业主必须深入了解锅炉和辅助设备制造商提供的参数是否有间隙和尺寸(尤其是空气预热器主、二次空气泄漏率、粉碎系统的输出和电阻)。设计所的管道设计是否留有合理的风(烟)量和阻力计算的馀地；最后的总馀裕是否适当等。要合理确定风机选型设置参数，必须提供准确完整的原始数据，合理选择风量和风压裕度。此处需要特别强调的是，提供风扇的选择参数不能只有一个设计规范点参数。如果仅选择TB和BMCR两个条件点的参数的风扇，则选定的风扇通常不能满足低负载条件。甚至轴流风扇失速(喘振)或离心风扇在高气流脉动区域运行，会给风扇安全稳定的运行带来风险。2)空气量和风压裕度的合理选择，风扇风量裕度应选择20%到25%，根据夏季通风室外温度计算，还应添加温度裕度。风扇压力裕度必须为20%(CFB锅炉一次可以将风扇扩展到25%)。使用三分窗口或管箱空气预热器时，供应风扇空气体积裕度应为5% 10%，温度裕度由“计算夏季通风室外温度”决定。风扇压力裕度必须在10%到20%之间。感应风扇排气余量应选择10%，增加15 的温度余量。风扇压力裕度必须为20%。，3)风力外形规格选择原理，各种类型的大型电站风机速度范围如下。离心风机：ns=18 80静态子午线加速轴流风机：ns=80 120静态标准轴流风机和动态轴流风机：ns=100 200，4)风机型号大小选择要选择合适的风力模型和型号，首先必须具有在各种负荷条件和可能的异常条件下工作的发电机组系统的阻力特性。其次，必须了解设备的负荷特性(即负荷率)。选择时，首先根据TB条件参数选择风模型和型号大小，然后将系统阻力特性(转换为与选定风扇特性曲线相同的状态)绘制到选定风扇性能特性曲线，以验证选定风扇是否满足安全稳定运行的要求。也就是说，电阻线必须完全进入风扇稳定区域，并有足够的失速裕量。满足安全运行要求后，根据设备的其他负载参数确定风扇效率，比较各负载运行时间的功耗，选择年功耗最低的风扇型号。但是在决定空气机种(离心力、轴流调节、正向轴流调节)时，需要考虑风扇设备成本、年度维修费、基本费用、安装空间及运行可靠性等的技术经济比较。选择3.2适当的风扇调节方法，1)风扇调节方法初步比较，最好的风扇调节方法是无级变速调节，移动轴类和双级静态轴类风扇，双级离心风扇，一级静态轴类风扇，入口导叶调节离心风扇，使用入口进口快门挡板调节的离心风扇最差。我国发电厂成功应用了无级变速调速主要是调速型液力耦合器和变频器，2)风机调节方式选择原理，风机调节方式选择的原理显然是在安全可靠的条件下，长期运行的经济最好。可以用技术和经济比较方法相关标准计算方法进行评价。3)调整方法选择和变速调整注意事项，(1)离心风机的高压主风机(例如CFB锅炉的主、次风机)的情况下余量大。建议使用频率控制。考虑到功率高、变频器价格高，即使设备低负载运行时间短，也可以使用调速液压耦合器调速选项。如果选择静叶调节轴流引风机，可以演示试验后利用变速调节进行投资回收。(2)在移动风扇上安装变速装置时需要注意的问题。在自行操作的风扇上安装变速装置，并进一步注意风扇和管网系统是否匹配。如果风扇与管网系统不太匹配，即设备完全加载，或风扇全速运行调节单元(如果有)全部打开，则风扇运行效率不高。那么即使使用变速调节，风扇的运行效率也会降低。为此，首先要改造风扇，然后选择变速调节装置作为选项。首先，如果将系统的电阻线确认为测试，然后将现有风扇的性能曲线转换为速度调节的性能曲线，绘制系统的电阻特性线，则可以认为，如果电阻线位于最大效率区域，则无需在更改速度调节的同时进行风扇改造。否则需要改造风扇。但是是否转换为变速调节还需要根据单位负荷率进行仔细的经济比较。发生避免节电不省钱的情况。此外，在工作的风扇上安装变速装置，应注意在特定速度下工作时，风扇的特定组件、风振谐振和轴扭转振动。对于前弯风扇，特别要注意速度调节后可能会发生失速风问题。因为前弯风扇的压力特性线也有鞍形，有失速区域。对于阻力不随流量平方变化的管网特性(例如正压直接吹粉系统)，风扇工作点随着速度的降低向较小的流动区域移动到更近的失速区域。速度下降到一定水平后，风扇进入失速区域。这时候，如果两个风扇并排运转，就会发生抢风现象。，3.3改造低效率运行风扇的技术，过去电厂风扇改造主要是高效风扇宣传。西安电子研究所总结了国内电站风机改造的经验和教训，提出了改造风机的新设想。也就是说，比起片面追求风扇本身的最高效率，更注重发挥改革的整体效率。改造低效率的操作风扇，提高操作效率，提高风扇本身的操作可靠性。降低风扇运行功耗，最大限度地降低转换成本。在进行风机自我改造的同时，充分考虑管道系统特性和工作方式等，进一步提高节能改造效果。风扇转换步骤和主要方法如下：1)通过预修改测试、预修改风扇运行性能测试，推导出系统电阻特性。评估风机和管网系统的匹配及风机入口、出口管道布置的合理性。确定合理的风机设计参数。另外，在风扇变形的同时，也没有必要改造系统内的其他设备和管道。2)确定风扇转换范围，根据修改前的测试结果，首先确定是否可以在没有风扇转换的情况下更改电动机极代数(即电动机速度)。在风扇选择设计中，应尽量利用原始风扇设备部件(例如电动机、基础、变速器、等)，通过尽可能少地更改或不更改盘柜来减少改造工作和成本。3)采用先进有限元法计算叶轮总应力，合理选择材料和厚度；必须对感应风机和粉碎机采取有效的防磨损措施。每个连接零件的设计尽可能少的损耗。材料和结构选择同时考虑强度要求和振动要求。4)选择适当的调节方式，经过技术经济分析，选择高效、可靠的调节装置。5)改造不合理的进出口管道布局，改造风机，改造不合理的风机进出口管道布局。或者在不合理的角落安装导叶。改善风扇运行条件，减少系统阻力，实现多节能。6)严格的制造和安装质量。要求安装单位严格按照厂家图纸施工，保证各种间隔调整到资格范围。7)注重风扇启动和调试，特别注意在可能的多种并行条件下并行运行的风扇的合车情况，防止抢风现象。开发风扇的合理工作方式。3.4改造不合理的管道布置，风机进出口管道布置不合理，不仅会影响风机的性能，还会直接影响风机结构的可靠性。风机入口管道最好是直管段，通常不要大于管道等效直径2.5倍。3.5发电厂风机的安全可靠性提高，随着火电厂容量的快速大型化，发电厂风机事故的增加，特别是大型发电厂风机故障的频繁发生，损失大，复杂的故障原因不仅仅是制造质量问题。同一风扇可以在一个发电站安全运行，另一个发电站可能会发生损坏，甚至在一个锅炉的同一制造商的两个地方制造，同一型号，同一用途的风扇可以安全运行，另一个经常发生事故。西安热研究人员要在研究电站风机应用多年、许多风机设计改造项目、故障诊断实践经验和典型事故分析的基础上，对风机设计、制造、选择、安装、运行和维护、进出口管道布置采取措施，提高我国大型电站风机运行的可靠性。2)如果风扇安装测试工作正常，则应确定风扇在物理系统中的性能和每个实际操作条件点在风扇的实际性能曲线上的位置，并对是否选择合适的风扇、操作中是否存在危险以及如何避免操作中存在危险的操作条件进行风扇性能和实际系统阻力特性测试。3)如果可能，与上述测试一起，最好测量风扇气流的脉动情况(包括脉动幅度、频率和操作条件的变化)，并确保风扇不会在高脉动区域和危险频率下长时间运行。，4)轴流风机应防止所有可能的工作条件点落入失速区域(不稳定条件区域)内，离心风机应调节30%以下的长期开门。5)对配备失速保护装置的轴流风机，在正式运行前，对失速保护装置进行检测校准。风扇正式运转后，还要定期进行修正和测试，确保有效且动作正确。(6)通过并行驾驶风扇的并行驾驶测试，包括运行过程中可能发生的各种并行驾驶条件和方法，了解车辆条件和运行方式，避免“抢风”现象。7)风扇运行参数，如风量、风压、电流和调节