提高離心風機經濟效益的兩種調節(jié)方式
關鍵詞：離心風機 發(fā)布時間：2013-10-25 點擊數(shù)：1449
鍋爐風 機的容量 隨著鍋爐容量 的增 長而相應增加 。 一 臺12 . 5萬千 瓦 機組, 風 機電動機的 功率 為 25 00 千瓦 , 占機組容 量的 2 % 。 _ 仁海地 區(qū) 電廠 220 噸/ 時 以上 鍋爐 有3 。臺, 裝機 容 量 為 165 萬千瓦, 配 套風 機共有 ]0 5 臺, 電機功率 為5 . 32 萬 千瓦 , 占裝 機容量的 3 . 2 % , 其所 消耗的總 電量約 占機組 發(fā)電量的1 . 8~ 2 . 7% 。 可見 風 機是電 站 中最大的耗能設備之一 。 從 目前風 機的運行狀 況來看, 上 述 105 臺風 機都是高效離心風機, 設計 效 率 在 8 1~ 85 % ( 帶進 風箱 ) 。 但 從調查結果說明, 目前風機實際 運行效率普遍較低 ( 見表 1 ) 。 其造 成原因如下: ( i )風 機造 型不 合理 , 富裕量太大, 設計工 況與系統(tǒng) 不匹 配 ; ( 2 ) 在變負 荷工 況下 , 調 節(jié) 損失 過大 。
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目前 電站風機選型不 合理, 富裕量太大的問題非但造 成不必 要的能量損失, 而且增加了 設 備投 資費用 。 同時, 隨著電網電能需要的變 化, 風機 經常處 于變負荷下運行。 如何達到變 負荷下風 機 運行的最佳化問題, 是當前風機 節(jié)能工 作的重 要任 務之一 。 對 于這個間題 , 通常 可 以用 風機的型式和傳動調節(jié)方式的合理組合來解決。 在這兩種 一節(jié)能方式中, 要更換新型節(jié) 能 高效風 機是不容易的, 但從傳動調 節(jié)方式 上 想辦法則是比較現(xiàn)實有效的 。 本文就 目前在風 機上 常 用的 液力藕合器 和雙 速電機兩種 傳動調 節(jié)方式 的經濟技術效果作初步探討。
一 、 液力 偶合器 變速調 節(jié)與導 向擋板 調節(jié)經 濟技 術效果的 比較
閡行發(fā)電廠 在 19 8 3 年 4 月 開 始采用了上 海交通大學 、 上海電力修造廠設計、 制作 Y O - T C 一1 000和 Y O T C一800 型 液力偶合器對兩 臺 70 0 千瓦的吸風機和兩臺55 0 千瓦的送風 機進 行無級調 速飛本所于 83 年 11 月 30 日一 12 月 1 日對送 、 吸風機進行了兩種調節(jié)方式經濟性 比 較試驗 。 由于現(xiàn) 場條件及試驗項 目的 局 限, 對 液力偶合器的變速調節(jié)與導 向擋板 調 節(jié) 的 比 較 , 歸納 起 來有 以下三個方面 :
1 . 空氣動力學特性方面的 比較 兩種調節(jié)方式的空氣動力學特性的 比較, 主要反映 在機組 各種不同負荷情況下, 風機的效率 、 軸功率以及所耗功率占機組 發(fā)電量的百 分數(shù)之間 的對 比 ( 見表 2 ) 。 從表 2 可 以看出, 在鍋爐變負荷時采用液力偶合器變速調節(jié) , 風機效率基 本不變 , 送風機效率在70 . 4 %左右 , 吸風機效率在68 . 5 %左右。 閡行發(fā)電廠 # 8爐送 、 吸風 機 采用的 都是 4一73 型風 機, 設 計效率為84 % ( 帶進風 箱 ) 。 當風機采用變速調 節(jié)時 , 風機 效 率達不 到設 計效率 , 這是因為風機的設計參數(shù)與系統(tǒng)不 匹配 , 實際的工況點 由風 機的壓力 曲 線與系 統(tǒng)阻力 曲線新的交點確定 , 即系統(tǒng)阻力曲線不 通過風機的最佳工作點。
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比較兩種調節(jié)方式的風 機效率, 采用 液力偶合器變速調 節(jié)的風機效率 比導 向擋板調 節(jié) 高 得多, 特別在低負荷時, 變速調 節(jié)風機的效率將 比擋板調節(jié)高1 . 53 ~ 2 . 01 倍 。 同時, 當負荷 為 1的% 、 90 . 9% 、 81 . 8% 、 72 . 7 % 時, 四 臺風 機采用導 向擋板調 節(jié)的所耗總 功率分 別為 液 力偶合器變速調節(jié)的 120 . 7 % 、 135 . 4 % 、 153 . 1% 、 18 8 . 3 % 。 由此看 出, 離心風機采 用液力 偶 合器變速調節(jié)在鍋爐負荷變動較大時風 機效率大大超過 導 向擋板調節(jié)風 機效率。 兩種 調節(jié)方式在空氣動力 學特性 比較的另一重要方面是‘ 風 機對系統(tǒng)風 量 、 壓頭 變化 的 適應性 。 選型合理的風機 , 在額定流量時, 壓 頭總有10 ~ 15 % 的富裕量。 這種壓 頭 儲備的 目 的 是; 如管路 系統(tǒng)長期運行后一 旦 阻力 略有增加 , 也能確保生 產需要 。 如用 導 向擋板調節(jié), 這種壓 頭儲備為導 向擋板節(jié)流所消耗 。 使用液力偶合器 后, 就沒 有這種壓 頭 儲備節(jié)流 損失, 即使液力偶合器存在著 固有的 3 % 的 滑差損失, 也 可起到節(jié)能的作用。 2 . 運行可 靠性和調節(jié)特性方面的比較 大家知道 , 入 口 導 向擋板結構簡單 , 運行可 靠性相對就高 , 但是 液力偶合器 除軸承外無其他 磨損件 。 因此 , 偶合器 的工 作也很 可靠 , 能夠長切運行 , 無須 險修 。 液力 偶合器 可 以 空 載起動 電動 機和 逐步起動大慣量負載 , 是偶合器 獨特 的優(yōu)點。 由于電 動 機只 和 l洲含器的 泉輪相聯(lián) 接, 電動機起動時的起動扭矩只用來加速電樞及所帶泵輪 , 因此 能很快達 到全速 和起動完畢, 然后根據需要逐步增加偶 合器的充油量, 使風 機逐步起動。 電動機起 動的 高峰電 流 只在 極 短的時間 內出現(xiàn) ( 見 圖 1 ) 。 因此, 液力偶合 器能空載起 動電動機 , 并消除了起動大慣量 風機時, 因 過 大起 動電流在電機繞組中出現(xiàn) 的時 間過長而 引起的電 機燒損事故 , 使風 機的起 動更 為安全 可靠。 另外, 還能 節(jié)約電動機起動時的 電能消耗 。 這是 導 向器擋板裝置無 法達 到的 。 離心式風 機配置 液力偶合器后使用變轉速來調節(jié)風 量 , 由于轉速與風 量成線性關系 , 這就提供了可靠的重 現(xiàn)性的調 節(jié) 手段, 因此 , 液力偶合器變速調 節(jié)可 以產生 較 穩(wěn)定的風暈和風壓 , 使爐膛負壓穩(wěn)定, 保證燃料有效 地燃燒 。 即使 轉速稍有不 同, 對所傳扭矩的影響不太敏 感 , 仍可 以精確地控制調節(jié)風量 。
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3 . 經濟性比較 表 3 是 閡行發(fā) 電廠 “8爐送 、 吸風機在鍋爐不同負荷下兩種調 節(jié)方式 的經 濟性 比較 。 從表 3 中可 以看出, 如年運行 以 700 。小時計算 ; 在機組負 荷 為 110 M W 時 風 機節(jié) 電為56 . 5萬度/ 年; 10 0人生W 時, 節(jié)電為 11 4 , 7 萬度/ 年; 90MW 時, 節(jié)電為 180 . 1 萬 度 / 年 ; soMW 時 , 節(jié)電為 2 72 . 9 萬度/ 年。 因此, 當鍋爐經常變負荷或常處于低負荷時 , 節(jié) 電效果 還是 相當可 觀 的。
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由于液力偶合器在調速過程中存在著 自身液力損失。 根據資料介紹, 其功率 損 失 N S 可 以用下式計算 ;.jpg){kind=small}
式中 N , A 一A 點工況下液力偶合器的輸入或電動機軸功率; N Z 、一A 點工 況下風機的 軸 功率, i^ 一A 點工 況下的輸入轉速 與輸出轉速 比, N e 一一風 機的額定功率。 對上式進行數(shù)學整 理 分析后知道 , 調速過程中液 力 偶 合 器 的 最 大 損 失 在 速 度 比 i = % ( 。 . 66 了) 處 。 功 率損失不 超過所傳的額定功率 的 15 % 。
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閡行 發(fā)電廠聳 8爐送風 機在設計工 況時, 額定功率為 458 . 75 千 瓦 , 吸 風 機 為 49 8 . 95 千 瓦, 液力偶合器在不 同轉速比 i 下的功率損失見表 4 。 由表 4 可知, 送 風機液力偶合器的 最 大功率損失不超過 70 千瓦, 吸風 機 液偶的最大功率損失不超過 75 千瓦。 與送 、 吸風機 使用 液力偶合器調 速調節(jié)所能節(jié)約的功率相比相對較小。
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每臺液力偶合器設備費為 4 萬元 , 安裝費為 2 萬元 , 故其一次 投資費用大, 這是液力偶 合器的最大不 足之處 。
常州市（無錫）文順風機有限公司產品齊全，主要產品有：高、中、低離心風機、引風機；各種軸流風機；水泥立窯專用高壓離心風機；化鐵爐高壓離心風機；化鐵企業(yè)替代進口的不銹鋼風機；空調專用風機；各種除塵、耐磨、防腐、非標等特種風機近三十個系列，三百多種規(guī)格的產品。
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