我国电站风机节能途径探讨

姜广超

（神华国能山东建设集团有限公司，山东济南 250101）

0 引言

目前，我国的大型火力发电厂分布广泛，而且大部分电厂使用的电站风机几乎都是高效风机。多年以来，我国除了引进国外的先进技术，更是结合基本国情和行业现状，不断提高电站风机的运行效率，降低能耗，在经济节能方面力求达到更高水准。然而，实际操作中，在电站风机的改造领域仍然留有很大的空间，需要不断的进行技术革新和探究，才能最终实现我国电站行业的可持续发展战略。

1 我国电站风机运行现状分析

1.1 电站风机的概念

通常所说的电站风机，指的是电站内部与锅炉相关的3大风机，即一次（排粉）风机、送风机和引风机。3大风机是火力发电厂的重要辅助设备，从携带燃料，到助燃，到最后将废烟气引出锅炉，每个环节都至关重要。

1.2 我国电站风机的现状

电站风机运行可靠性与经济型一直是电站的极为关注的问题。据相关数据显示，一般电站风机的耗电量之大可以占据整个电厂发电量的1.5%～2.5%，因此，它的安全性、可靠性、经济性，直接关系到发电机组，甚至影响整个电厂的正常运行。改革放开以来，我国从国外引进了大量的先进技术，包括大量相对精密的设备，在运行的经济型方面取得了很大的成绩，主要是由于2点。

（1）动叶调节和静叶调节轴流式风机在我国大量投入使用，相关资料显示，轴流风机在我国大容量机组中的使用率已远远超过了离心式风机。

（2）随着电厂对电站风机运行的经济性日益重视，因此实际工作中逐渐加大了对风机的改造力度，液力偶合器和变频器调节的应用也逐渐增多。

由于选型设计、制造质量和运行维护水平高低的差别，现阶段，我国各个区域电站风机的耗电率存在较大的差异。一般对于使用动叶调轴流式风机的电厂来说，年均总耗电率（占电厂发电量的百分数）可以达到1.5%以内，最好的可达1%；配备离心式风机的大型电厂，年均总耗电率一般在2%～2.5%。与国际发达国家的行业技术相比较，运行经济性仍然滞后，只有不断的加强技术革新，才能逐渐缩小差距，最终实现高效、节能。

2 我国电站风机节能途径

2.1 选择与锅炉风（烟）系统相匹配的风机

为了更好地满足电厂的供电需求，我国大型电站普遍使用高效风机，但是不同型号的机器在实际操作中产生的经济效益（或耗电率）不尽相同。不难发现，这其实与所选风机和管网系统阻力的特性是否匹配有着密切的关系。这里就如何选好电站风机做以下分析。

（1）风机选型设计参数。风机选型设计参数是否合理是风机运行经济性好坏的关键，只有保持在一定的范围内，才能使风机最大限度的实现高效率的工作状态。否则，超出范围，风机达不到高效区，不能完全发挥高效风机功能，甚至出现不安全现象，严重威胁整个机组的安全运行；如果达不到标准参数，就不能满足正常工作的需要，无法产生充足的能量，机组工作停滞。

（2）风机型号与型号的选择。重点介绍阻力特性和负荷特性。①阻力特性，即发电机组在不同负荷下可能出现异常工作状态时，通过严密的计算，预测出该系统可能会产生的阻力。②负荷特性，当机组完全满足安全运行状态时，按其符合率进行计算，选择年耗电量最小的风机型号。在确定风机型式的同时，还要考虑相关费用问题，例如：设备费、基础费及运行可靠性等，并且进行该项技术经济性比较后才可以最终确定。

2.2 电站风机的调节方式

一般电站锅炉的燃料来源都是燃煤，而且锅炉的主辅设备状况会随着使用时间以及环境等因素有所变化，因此，在选择电站风机的型号时，应留有一定的空间。另外，电站风机机组的发电负荷也不是一成不变的，加上参与调峰的机组负荷率也相对较低，这就决定了电站风机基本上也是在部分负荷下进行运作的。因此，只有对风机进行合理的调节，才能保障电站风机运行的经济性。

（1）变转速调节是现阶段研究出来的最好的调节方式。目前，无级变转速调节在电厂实际工作中的应用已经取得了可喜的成绩，例如：调速型液力耦合器和变频器。一般情况下，如果需要在正常运转的风机上加装变转速装置，首要考虑风机与管网系统的匹配程度。这直接决定了系统的阻力特性线是否可以顺利通过风机的高效区，保证运行效率。所以，在选择安装变速调节设备之前，根据实际条件应该先对风机进行改造，使其与管网系统匹配，这点非常重要。

（2）转子固有频率的校核计算，以及轴系扭振频率的计算，这是为了防止在运行的风机上加装变速装置后，在一定的转速下，轴系扭振和运行中的转子发生共振现象。

2.3 改造不合理的烟风道

现有运行风机及烟风道的改造，对于提高电站风机的工作效率、提高管网匹配性可以起到事半功倍的效果。如果风机进、出口管道布置的不合理，不仅会破坏气动条件，降低性能，甚至影响设计参数，最终导致效率低下。因此，改造不合理的管道布置也是电站风机一种节能途径。

2.4 提高电站风机运行的安全可靠性

这里所说的可靠性，即故障发生的概率。如果电站风机的发生故障的几率高，就直接影响了其产生的发电量，不能按计划供电，会直接造成经济损失，后果不堪设想。

2.5 电站风机在变速调节中的注意事项

（1）变频调节。随着高压变频器在国内生产的速度加快，市场价格比之前降低看了很多，这就推进了我国电站风机设备使用变频调速的步伐。然而，变频调节器设备的价格和可靠性一定程度上制约着大型电站风机的革新，例如：现有的已经安装变频器的风机节电效果不明显；原本易出故障但是安装变频器后并未得到显著改善，并且又停用；购买以及安装变频器设备的费用与安装后产生的经济效益不合算，以上3种现象都是实例。因此，在选择是一定要慎重。一方面，通过多方数据分析以及性能测试，较为准确的去诶的那个实际经济效益；另一方面，通过对已使用的风机所产生的业绩调查，尽可能选择可靠性较高的变频器；最后，自动切换装置非常关键，对这一装置作用就是保证变频器切换过程和锅炉燃烧稳定。

（2）高压变频器的可靠性。作为一个复杂的大功率电力电子装置，许多品牌的变频器在使用过程中会出现因为自身产品故障或收到外界因素的影响而出现跳闸的想象，这样很容易导致锅炉炉膛熄火，无形中降低了电力风机机组对于整个电力系统的贡献。因此，要提讨高压变频器的可靠性，一定要选择通过实际业绩能够证明其可靠性很高的厂家进行合作，并且在出现频器跳闸的情况下，通过采取相应的措施，能够同时满足自动恢复风机工频，保证供电通畅，又可以保持发电机组运行工况稳定。这也是选择合适的高压变频器的条件之一。

3 风机改造的步骤和方法

（1）改造前的试验。在风机改造之前，通过性能测试，可以准确得到系统的阻力特性及当前风机运行状态，从而确定风机参数以及进出、口管道布置是否合理，包括有无必要进行其他设备和管道的改良。

（2）确定风机改造范围。通过改造前的试验，选择合适的风机设计类型，尽量减少工作量，降低成本，对于设备原件尽可能保留。特别需要指出的是，在做改造科研时，要详细对比各种改造方案，针对性的提出改造建议，如许多风机可以通过改造风机叶片的方式，在较低的成本下即可达到降低电耗的目的，相比动辄上百万的变频器投入，回报率更高。

（3）选择合适的调节方式。在科学、合理的技术分析指导下，选择调节效率和可靠性高的调节装置。

（4）改造不合理的进出口管道布置。不合理的进出口管道设计，在实际操作中严重阻碍了风机的正常运行，一般最简单的改装方式就是在不合理的弯道处加装导流叶片，这样就可以有效改善风机工作条件、降低系统阻力，实现节约用电的目的。

（5）高标准，严要求。在安装环节，严格遵守安装说明，规范操作步骤，并对安装质量进行严格把控，为风机的正常运行提供基础保障；

（6）启动调试。在风机启动过程中，各部门必须高度重视，特别要注意需并联运行的风机在各种可能并列工况下的并车情况，防止抢风现象发生。

（7）结构设计合理化。在选择材料时，不仅注重材质，同时兼顾厚度，对线管设备采取有效的防磨损措施，从细节方面减小摩擦、磨损，在集流噐中加装中心涡消旋器，以避免调节门在50%左右开度时风机及进、出口管道剧烈振动。

4 结束语

电站风机是电站系统正常运行的重要环节，也是机组产生充足电量的关键所在。多年以来，在电力行业各个领域的技术人员的悉心钻研和努力下，通过对外国先进设备和技术的借鉴与研究，总结出了很多宝贵的经验，并将其转换成高性能、低风险的技术型产品，最终投入生产和使用，这使得我国电站风机的可靠性和经济性得到了大幅度的提升，同时也缩小了我国电站风机与国际先进国家所使用风的差距。但是，随着电力行业日异月新的发展，只有不断完善电站风机的各项性能，提高发电效率，最大限度的排除运行故障，减少事故的发生，提高电站风机的经济性和可靠性，才能为电力行业的整体发展增砖添瓦，也为其他行业的供电服务做出应有的贡献。