二次風機總結(jié)

由于鍋爐二次風機變頻改造前在低負荷是通過調(diào)節(jié)人口擋板來進行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致大量的節(jié)流損失。而進行變頻改造后，變頻器是在不改變電機原有性能的前提下，根據(jù)機組負荷的變化來改變電機的供電頻率和電壓，全開風機人口擋板，通過改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量，使風機擋板內(nèi)外風壓基本一致，降低了原來風機定速運行的節(jié)流損耗和高速風壓損耗，達到節(jié)能的目的。同時，降低了風機的運行轉(zhuǎn)速，風機運行噪音也大幅度降低，消除了因調(diào)節(jié)擋板控制風量而造成的管網(wǎng)內(nèi)氣流紊亂、風量調(diào)節(jié)不準確以及管網(wǎng)振動等缺陷，延長了風機使用壽命；風機運行時調(diào)節(jié)風量平滑且精度高，有利鍋爐安全、經(jīng)濟運行；技術(shù)改造投資回收周期短，技改后可創(chuàng)造很好的經(jīng)濟效益；公司在節(jié)能降耗方面前進了一大步，大幅度地降低了廠用電率，取得了顯著的社會效果和經(jīng)濟收益 。

1 鍋爐啟動時節(jié)能分析

機組啟動過程中的節(jié)能問題是一個需要長期研究的問題，具體采取的措施有：采用鍋爐低床料啟動、在保證鍋爐主燃料跳閘條件：總風量大于25%(230 kNm /h)的情況下，盡量按照低限控制。以往多次鍋爐啟動時總風量基本控制在450—500 kNm。/h左右，有時候會更高，風量越大，會導(dǎo)致爐膛內(nèi)床料損失速度越快，床溫的溫升速度減慢，耗費更多的燃油進行助燃，延長了鍋爐的啟動時間。

所以，在鍋爐啟動時使用二次風機變頻運行，能使鍋爐總風量得到精確調(diào)整，并且二次風機電耗能明顯下降，在以后的鍋爐啟動過程中，可以逐步摸索，找出鍋爐啟動過程中一個最節(jié)能及安全的總風量控制，優(yōu)化鍋爐的啟動過程。

2 鍋爐正常運行時廠用電率對比

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以2#爐為例，分析了兩臺二次風機運行電流對比，單臺二次風機電機額定功率為2 240 kW，額定電流為257 A，兩臺二次風機額定電流之和為514 A，統(tǒng)計了2樣爐各個典型運行工況下的兩臺二次風機在變頻改造前后運行電流之和，通過數(shù)據(jù)對比能發(fā)現(xiàn)明顯的節(jié)電效果。

二次風機電動機參數(shù)：型號：YFKK一630—4W，額定功率：2 240 kW，額定電壓：6 kV，額定電流：257 A，額定頻率：5O Hz。此次改造對二次風機電機進行了變頻改造，每臺二次風機電機新增1臺高壓變頻器，選用的是利德華福公司的HARSVERT—A06/270變頻器。冷卻方式采用空水冷。將變頻器接入到原有的風機電機與高壓開關(guān)柜中。高壓變頻器由北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)，高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由變壓器柜、功率柜、控制柜等三部分，以及工變頻切換高壓開關(guān)柜組成 J。在正常情況下，每臺變頻器拖動單臺風機電機運行。QF1和QF3實現(xiàn)機械互鎖，防止誤操作。

6 kV電源經(jīng)變頻器輸入開關(guān)QF1到高壓變頻器，變頻裝置輸出經(jīng)出線開關(guān)QF2送至電動機，風機變頻運行時，通過控制電動機轉(zhuǎn)速改變二次風機風量實現(xiàn)爐膛負壓的控制調(diào)節(jié)。當機組運行過程中變頻運行回路(變頻器、QF1、QF2)發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動聯(lián)跳QF2開關(guān)、QF1開關(guān)、變頻器，自動切換至QF3合閘啟動二次風機工頻運行，恢復(fù)風機人口擋板開度調(diào)節(jié)方式運行 。

改造前，我公司兩臺300 MW CFB鍋爐在運行中升降負荷時，二次風機根據(jù)氧量進行工況調(diào)整，二次風機的運行工況調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)風機入口擋板開度來實現(xiàn)，雖然二次風機已經(jīng)采用了高效離心風機，但實際運行效率并不高，主要有以下幾個原因：

(1)由于云南電網(wǎng)每天的電量峰谷值非常明顯，差距很大，所以我公司兩臺300 MW CFB鍋爐運行中經(jīng)常會出現(xiàn)深度調(diào)峰運行的工況，鍋爐負荷在50% ～100%的額定負荷之間升降調(diào)節(jié)，燃燒工況變化大。鍋爐送風量變化很大，而二次風機的運行工況調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)風機入口擋板開度來實現(xiàn)，這樣會導(dǎo)致節(jié)流損失嚴重。

(2)在鍋爐風機變頻器改造之前，公司制定的節(jié)能措施是，當機組負荷降低至200 MW時，可根據(jù)機組運行情況停運一臺二次風機，升負荷時再啟動二次風機運行。異步電動機在啟動時啟動電流一般能達到電機額定電流的5～8倍，二次風機電機頻繁啟停，對電機和廠用電系統(tǒng)形成很大沖擊。同時，強大的沖擊轉(zhuǎn)矩對電機和風機的使用壽命會產(chǎn)生很大的影響。

300 MW CFB鍋爐為亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)、單鍋筒、平衡通風鍋爐，爐膛下部采用雙褲衩型結(jié)構(gòu) j。鍋爐總共配備了13臺6 kV的大型風機：2臺一次風機、2臺二次風機、2臺石灰石風機、5臺高壓流化風機(三運兩備)和2臺引風機。一次風機主要提供鍋爐褲衩兩側(cè)爐內(nèi)物料的流化風、密相區(qū)燃燒所需空氣，二次風機主要提供爐膛內(nèi)煤燃燒所需要的空氣，石灰石風機主要提供石灰石粉進入爐膛所需要的輸送風，高壓流化風機主要提供鍋爐回料閥、外置式換熱器的流化風。引風機則是將經(jīng)過尾部煙道換熱和電除塵凈化過的煙氣抽出，通過煙囪排向大氣。

變頻調(diào)速器從電網(wǎng)接收到50 Hz的交流電后，經(jīng)整流、濾波將其轉(zhuǎn)換成直流電，再將直流逆變成頻率和電壓可調(diào)的交流電，最后輸出到交流電動機，以實現(xiàn)交流電機的變速運行。電機采用變頻調(diào)速控制，能使電動機的功率因素由8l%左右提高到95%以上，使電動機的效率得到提高，這就是變頻調(diào)速方式運行可以大幅度節(jié)電的原因 。

由于鍋爐二次風機在低負荷是通過調(diào)節(jié)人口擋板來進行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致大量的節(jié)流損失。而進行變頻改造后，變頻器是在不改變電機原有性能的前提下，根據(jù)機組負荷的變化來改變電機的供電頻率和電壓，全開風機入口擋板，通過改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量，使風機擋板內(nèi)外風壓基本一致，降低了原來風機定速運行的節(jié)流損耗和高速風壓損耗，達到節(jié)能的目的。

云南大唐紅河發(fā)電公司現(xiàn)有兩臺300 MW循環(huán)流化床(CFB)鍋爐，分別于2006年6月和8月相繼投產(chǎn)。鍋爐側(cè)二次風機設(shè)計余量偏大且為恒速運行風機。機組在低負荷時，送風量需求減少，風機人口擋板開度很小，風機效率低，電耗大。因此，將鍋爐二次風機加裝高壓變頻裝置，提高風機運行效率，就成了300 MW CFB鍋爐節(jié)能減排的首要選擇 。

通過吐出側(cè)，向目標物輸送冷空氣或熱空氣，從而達到空氣流通或加熱的目的。

（1）通過空氣預(yù)熱器向爐膛輸送燃燒所需的熱空氣。

（2）通過一次風機和空氣預(yù)熱器向制粉系統(tǒng)提供干燥和輸送煤粉所需的熱空氣。

（3） 送風機輸送的風是由空氣預(yù)熱器出口的加熱的熱風是二次輸送至爐膛的所以也稱二次風機。2100433B

鍋爐燃燒流程：在爐膛的前、后墻的拱上均勻布置了46 個旋風分離燃燒器，一次風機將經(jīng)過空氣預(yù)熱器的熱一次風送入磨煤機，熱一次風攜帶雙進雙出磨煤機研磨好的煤粉、空氣混合物沿著煤粉管道輸送到燃燒器。二次風機將通過空氣預(yù)熱器的二次風送入爐膛前、后墻二次風出口。從前、后墻拱上燃燒器噴射的煤粉氣流在下爐膛燃燒后火焰向上折，形成所謂的“W”型火焰。燃燒形成的煙氣隨著火焰往上經(jīng)過上部爐膛，上爐膛內(nèi)布置了屏式過熱器，它既吸收爐膛中火焰的輻射熱,又以對流方式吸收流過它的煙氣的熱量；接著煙氣流過鍋爐的水平煙道，水平煙道布置了高溫過熱器和高溫再熱器，它們主要以對流傳熱方式吸收流過它的煙氣的熱量；然后煙氣轉(zhuǎn)彎向下流動，在這里煙氣通過擋板被分為兩股平行的對流受熱煙道，這個區(qū)域稱為熱回收區(qū)。前、后兩個煙道內(nèi)分別布置了低溫過熱器、低溫再熱器，通過調(diào)節(jié)這兩個煙道內(nèi)的擋板開度來調(diào)整流入兩個煙道的煙氣流量從而達到控制再熱汽溫的目的。

在過熱系統(tǒng)中，來自汽包的飽和蒸汽流經(jīng)頂棚過熱器、包墻過熱器、低溫過熱器、可疏水式屏式過熱器及末級過熱器達到符合設(shè)計要求的過熱蒸汽出口溫度。為了消除熱偏差通常會在屏式過熱器與高溫末級過熱器之間設(shè)置聯(lián)箱進行蒸汽一次交叉混合。在屏式過熱器入口和末級過熱器入口蒸汽管道上，分別設(shè)置兩級噴水減溫器以控制過熱蒸汽溫度。末級過熱器出口主蒸汽由集箱一端引出。

過熱系統(tǒng)蒸汽流圖如圖1所示：

在過熱系統(tǒng)中，除了兩級噴水減溫器外，過熱系統(tǒng)的其他環(huán)節(jié)可以歸為單相受熱管來處理，它們的特點是工質(zhì)在受熱過程中不會發(fā)生相變。在鍋爐運行過程中，過熱器內(nèi)的工質(zhì)溫度、壓力、比焓和密度等熱力參數(shù)均隨時間和空間的變化而變化，是典型的分布參數(shù)環(huán)節(jié)。