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　　大唐張家□發電總廠（河北張家口075131）王海濱了較全面的試驗研究，幫助用戶了解此風機的變頻性能及運行中注意的問題，同時還分析了變頻風機投資回報期的問題，為今后電廠選擇風機提供數據依據。

　　率；轉速。

　　26：B實施“廠網分開、競價上網”對發電廠運行的可靠性及經濟性提出了更高要求。從經濟性角度分析，鍋爐側風機是機組中的電耗大戶，耗電量約占機組總耗的30%，其中一次風機是鍋爐的主要輔機，也是節能工作的主要對象。從可靠性的角度分析，鍋爐輔機故障造成機組降負荷，鍋爐滅火甚至被迫停機的節故時有發生，嚴重影響了機組發電的可靠性。從這兩方面考慮深入研究鍋爐輔機的可靠性及經濟性，發現并解決問題，對于發電企業和電網都具有重要意義。為此，張家口發電廠針對部分輔機運行效率低、電耗大的問題，在7、8號機組一次風機的設計中采用了變頻技。術。在安裝調試過程中，針對一次風機進行了多項冷態及熱態性能試驗，投產后結合電廠試驗進行了7、8號機組一次風機運行經濟性比較。通過試驗數據分析，對變頻一次風機的可靠性及經濟性進行了探討和研究。

　　1設備概況及設計參數1.1主要設備簡介張家口發電廠7、8號機組鍋爐是國產亞臨界燃煤汽包鍋爐，出力為1025t/h.配置6套中速磨煤機直吹制粉系統和三分倉回轉空預器。一次風系統為上海鼓風機廠生產的2臺雙吸入離心式冷一次風機母管系統，風機型號為2248AZ/977，風機調節方式為入口擋板調節+速度調節，葉片為后彎板形，電機額定功率為1 800kW，額定轉速為1480r/mm.設計的風機全壓效率（ECR工況）：（1）入口擋板調節62.2%；（2）變頻器調節84.8%.與一次風機相配套的變頻器是六…！！-BradleyRockwellAutomation公司生產的第二代AB-PowerFlex7000變頻器。密封風系統為2臺離心式密封風機組成的母管系統，密封風機入口介質取自一次風機出口的壓力冷風。

　　一次風機的設計參數見表1，運行參數見表2.表1一次風機設計參數項目參數或說明風機型號型式離心式，雙吸雙支撐型風機進出口角度進口45°，出口135°（每臺爐左右旋各1臺）調節方式進口檔板調節（全程）+速度調節（35%BMCR以上工況）葉片型式后彎板型葉片外徑/mm電機型號電機銘牌出力/kW電機電流/A電機轉速/（r 480/丨489（風機設計/電機銘牌值）轉動慣量/（kg風機最大扭矩/（N葉輪圓周速度/（m 2主要試驗內容2.1風機冷態試驗風機冷態試驗主要用來測試在單獨運行條件下的節流和調節特性，它包括風機在不同轉速下不同出力的一些試驗工況。同時，還包括風機并列運行試驗。

　　2.2風機熱態試驗風機的熱態試驗是在鍋爐機組的穩定工況下進行，風機出力的改變主要通過調節風機轉速，在風機電流允許的情況下，入口擋板的開度一般為100%，風機出力變化的范圍由鍋爐負荷可能變化表2一次風機運行參數項目設計工況體積流量/（m3質量流量/（kg.s-.風機總壓升/Pa風機靜壓升/Pa進口壓力/Pa進口溫度/C進口密度/（kg全壓效率（入口檔板調節）/%全壓效率（變頻器調節）/%風機軸功率/kW的范圍來決定，以期得到風機在工作系統中的調節特性、風機的單位耗電M等。在結束一個工況試驗后，改變鍋爐蒸發量再進行下一工況試驗。

　　2.3風機經濟性對比試驗：在不同穩定負荷工況下，對比7、8號機組一次風機的單位電耗。此試驗中為保證數據的可比性，試驗是在相同負荷下進行的，同時維持相同的制粉系統及一次風機出口風壓，調整預熱器間隙在自動位置，設置相同的間隙設定值。

　　進口導葉調節是通過調節進口導葉的角度，使進入風機葉輪進口的氣流產生預旋繞來改變風機的性能曲線，以適應機組不同工況的需求。離心式風機一般采用正旋繞調節方式，由理論壓頭公式*可知，flu為正時，壓頭下降。也就是說，當導葉安裝角調至90*（導葉全開）時，葉輪進口氣流無旋繞Ulu= 0），風機出力最大；當導葉安裝角調小時，葉輪進口氣流為正旋繞U-lu>0〉，風機出力隨之減小。

　　進口導葉調節過程中，與風機相匹配的管網特性也發生了改變，此時導葉關的越小，節流損失越大，風機運行效率越低，現在電網峰谷差很大，很多大機組都要參與電網調峰工作，因此鍋爐側風機經常運行在低負荷狀態，偏離風機設計的高效率區域，另外風機在選型過程中都考慮了一定的裕量，造成這種偏離更大。風機的這種低效率運行狀況很不經濟。

　　從空氣動力學理論得知，改變通風機轉速的調節方法是最合理的。通風機在運行時隨著轉速的降低，通風機的工作效率仍可以保持較高的水平，而此時風機的功率則由丁流M與壓力的降低而顯著下降。當通風機的轉速變化時，風機的流tt.、全壓/>、功率尸與轉速的關系遵循F列公式變化：由以上關系式可知功率的降低幅度最大，是成三次方降低。從理論上這也說明變轉速調節方式節能效果顯著。由管網持性方程與以上變轉速過程中全壓與流蟄的關系比較，在變轉速調節過程中風機特性曲線的變化正好與管網阻力特性曲線的變化相吻合，這種調節過程也是最為合理的一種。同時，采用變速調節，可有效地減輕葉輪的磨損，延長葉輪使用壽命，降低風機的噪聲，從而降低了風機和電動機的故障率，提高r風機運行的可靠性，減少了風機維修費用。采用變轉速調節為風機的自動調節提供了有利條件，特別是對于變頻調速，其調節范圍更大，調節過程更加穩定、平滑，調節品質優良，這樣使得在調節過程中對鍋爐燃燒穩定起到積極作用，從而提高了整個機組的可靠性。另外使用變頻器調節可實現軟啟動，對電動機和電網沖擊很小。

　　風機的啟動轉速為180r/min，啟動電流為28A.啟動時對電網沖擊很小。

　　風機啟動時噪音降低，入口擋板在全開位，入口節流損失減小，現場工作環境有明顯改善。

　　1試驗結果表3 1030r/min轉速風機試驗結果項目試驗序號丁入口擋板開度變頻器開度x/%一次風機電流//A風機靜壓升/Jsf/Pa風機進口流量Qi/（m3風機質量流量Mi/（kg電動機輸入功率Pf：/kW風機進口截面風速wi/（m.s-風機出口截面風速w/（m.s-1）介質平均密度內。V（kg.m3）風機軸功率尸sI>AW風機有效功率PeAW風機設備效率，E/%風機全壓效率f/%表4 1J75r/min轉速風機試驗結果試驗序號貝H丁入U擋板開度3>/%變頻器開度W一次風機電流//A風機全pi/Pa風機靜壓升/M/Pa風機進口流MQiAn電動機輸入功率尸F：/kW風機進口截面風速wi/（m風機出口截面風速。S-4介質平均密度pi.2/（kg風機軸功率八h/kW風機有效功率/VkW風機設備效率奸/風機全壓效率T.F/%表5 1319r/min轉速風機試驗結果試驗序號；貝曰入口擋板開度y/%‘變頻器開度1/%一次風機電流//A風機全Pi/Pa風機靜壓升M/Pa風機進口流量Q"（m3風機質量流MM1；/（kg電動機輸入功率PeAW風機進口截面風速Wl/（m.s——1）風機出U截面風速W2/（nS-1）介質平均密度-3）風機軸功率PTh/kW風機有效功率Pe/kW風機設備效率咋/%風機全壓效率7，。f/%表61389r/min轉速風機試驗結果項目試驗序號丁入口擋板開度jy/%變頻器開度一次風機電流//A風機全壓Autai/Pa風機靜壓升Af/Pa風機進口流量*S-1）風機質量流量MJ（kg電動機輸入功率Z/kW風機進14截面風速wi/（m風機出口截面風速*s"介質平均密度pi.s/tkg.m-3）風機軸功率尸sh/kW風機有效功率/VkW風機設備效率胙/%風機全壓效率表7維持11kPa以上風壓工況風機試驗結果項試驗序號丁入U擋板開度。y/%變頻器汗度x/% -次風機電流//A風機靜壓升/*/Pa風機進丨流*Sl）電動機輸入功率尸E/kW風機進U截面風速/（m風機出口截面風速*sM介質平均密度！K（kg f4機軸功率hh/kW風機有效功率P“kW K機全壓效率7uf/%表81號一次風機熱態工況風機試驗結果項臼試驗序號人n擋板開度%變頻器度。W次風機電流//A Ml機全壓風機靜壓升hf/Pa風機質童流量A/i電動機輸入功率//kW K機進U截面風速wi/（m*s-1）風機出口截面風速/介質f均密度川。：；/（kg）4機軸功率/\hZkW風機有效功率/VkW風嘰設備效率許/%風機全壓效率表92號一次風機熱態工況風機試驗結果試驗序號入口擋板開度V%變頻器度i/%一次風機電流//A風機全壓辦mal/Pa風機靜壓升psf/Pa風機進口流量Qi/（m3*s-1）風機質量流量A/i/（kg*s-1）電動機輸入功率尸E/kW風機進口截面風速*s-0風機出口截面風速u2/（m*s-）介質平均密度Pu/Ckg*m-3）風機軸功率/WkW風機有效功率h/kW風機設備效率作/風機全壓效率，t，F/%項表10 7、8號機組一次風機消耗功率及機組單耗對比數據表項目參數工況1工況2工況3工況4機組負荷/MW主汽流量川*h-1）7號機組1號一次風機參數……

　　電流/A出口一次風壓/kPa輸入功率4W機組負荷/MW主汽流量八1 7號機組2號一次風機參數。

　　電流/A出口一次風壓/kPa輸入功率/kW 7號機組一次風機消耗總功率/kW 7號機組一次風機單耗AkW機組負荷/MW主汽流fi/（t總燃料量/（t 8號機組1號一次風機參數電流/A風機轉速/（r出口…次風E/kPa輸入功率，/kW機組負荷/MW主汽流量八1總燃料量At.h 8號機組2號一次風機參數電流/A風機轉速/（r出口一次風l/kPa輸入功率/kW 8號機組一次風機消耗總功率/kW 8號機組一次風機單耗AkW 7、8號機組一次風機消耗總功率之差/kW 7、8號機組一次風機單耗之差AkW效率、比傳輸功的關系C1）冷態工況下，從試驗數據及繪制的曲線來看基本與廠家提供的資料相符，風機在變頻器的調節下全壓效率是較高的，即便是在低負荷時也基本都在70%以上。

　　從圖〗分析，風機在維持出口風壓kPa左右（這也正是機組經常運行的區域）時，不同轉速下風機效率都較高，在80.85%以上，這說明變轉速調節能保證風機維持較高效率運行的范圍增大。

　　轉速）以上是機組運行中需要的區域，不同轉速下W機都有一最佳運行風量，由于變轉速調節范圍大，調節平滑，因此正常運行中通過轉速的調節，風機住滿足機組的運行要求的同時，基本都能實現最佳運行方式。

　　1轉速U兄下風量與效率、比傳輸功的關系維持1310r/mm轉速工況下風域勹效率、比傳輸功的關系囝2維持1030r/mm轉速工況下風M與效率、比傳輸功的關系風機的全壓效率都在80%以上（這包括了低負荷時的況），這說明風機在電廠的實際運行中運行效率較高，而且運行穩定。正如（3）所分析，風機維持1389rpm轉速」：況下風M與效率、比傳輸功的關系維持在70%額定轉速以上時，運行中變頻器的調節性很好，對鍋爐燃燒穩定起到積極作用。如果煤種變化不大，風機在1 300"mm以下就完全能滿足機組運行要求，這樣使得風機運行可靠性提高，噪音降低，維修周期也能相應延長，從而能節省一*運式熱態1號一次風機機組負荷與風機轉速、出口風壓、風機效率的關系機組負荷/MW熱態2號一次風機機組負荷與風機轉速、出口風壓、風機效率的關系曲線定的維修費用。

　　7、8號機組單耗對比曲線4.2變頻風機運行時的經濟性分析及評價C1）由于7、8號機組的一次風機的型號是相同的，只是7號機未裝變頻，所以通過7、8號機組比較是具有說服力的。二者都按輸入功率，分別進C2）從表10的數據及9曲線分析，隨著負荷的增加一次風機消耗功率呈增長趨勢。2臺機組相比較：在150MW和200MW兩工況下，7號機一次風機功率是8號機的2. 0和1.693倍；在250MW和300MW兩工況下，7號機一次風機功率是8號機的1. 388和1.481倍，如不考慮負荷比例的影響，只簡單用算術平均，則7號機一次風機功率平均比8號機多892.75kW，7號機消耗的一次風機功率平均是8號機的1. 64倍。由此可見8號機組一次風機變頻的節能效果是非常顯著的。

　　機組負荷/m 7、8號機組一次風機消耗功率對比曲線（3）隨著負荷的增加風機單耗呈下降趨勢，2臺機組對比，150MW、200MW、250MW、300MW4種工況下7號機一次風機單耗分別是8號機的1855、1.566、1.346和1.39倍，按不同負荷算術平均，7號機一次風機單耗比8號機多（15. 9+11.1+7+5.5）/4=9.875kW*h/t（煤）。由此看出8號機組變頻一次風機的節能效果是相當明顯的。

　　（4）從變轉速調節的可靠性方面分析經濟性，風機低轉速啟動到低于額定轉速運行都能減少風機的故障率，延長風機的運行周期和使用壽命，進而減少了維修費用和次數，提高了風機運行的經濟性。

　　5結論通過對張家口電廠變頻一次風機的試驗研究。綜合以上分析可得如下幾方面的結論：U）風機在變頻的調節下，啟動和運行的可靠性增加，運行時噪音減少，運行工況穩定，運行效率尚。

　　（2）通過變轉速調節風機運行的經濟性和節能效果有顯著提高。特別是在機組低負荷工況時更加明顯。

　　3.4改造原有的制粉系統防爆門計劃在2002年1號爐大修期試改裝17號制粉系統防爆門。原加裝給煤機箱體防爆門與磨煤機分離器防爆門，在2次給煤機爆炸、2次磨煤機——次風入口箱體爆炸中均未能啟座，是制粉系統安全運行的巨大隱患。PLD防爆門系列為山西電力設計院依據美國技術改造而成，如果使用效果良好將大面積推廣。該防爆門設計使用輕型耐高溫材料，可實現啟爆壓力可調、爆炸先導開啟、自動快速復位、防止二次爆燃、狀態自動監控的功能。7號制粉系統共安裝8臺防爆門：一次風室入口2臺，分離器頂部2臺，分配器入口總管1臺，落煤管鎖氣器下部1臺，給煤機箱體上部前后各1臺。從以前發生的制粉系統爆炸情況看，破壞最嚴重的是給煤機，這和落煤管內積聚大量可燃氣體有關。因此加裝制粉系統防爆門的重點足給煤機箱體和磨煤機一次風入口箱體。

　　3.5計劃取消鎖氣器或者更改性能更好的鎖氣器目前翻板式鎖氣器已不能適應神華煤的制粉系統安全運行。此方案正在調研中。

　　3.6加強制粉系統的檢修（1）確保修后不留火炭及易燃品，ML粉管逍內壁廣滑，給煤機斷煤信號正常，鎖氣器翻轉山常，風門擋板靈活，消防蒸汽能正常投入，防止斷煤情況下制粉系統爆炸。）加強燃料吸鐵器及碎煤機的檢修維護，杜絕易燃易爆品及三塊進入磨內。

　　（收鎬丨」期：川2（mi）m（上接第21頁）（3）風機在變轉速調節時，自動調節性能穩定、平滑，品質優良，為機組的自動投入提供r可t保證，更加適應現代機組高自動化的要求。

　　隨著電網峰谷差的拉大，增加了大機組參加調峰的任務M，使得大機組低負荷運行的時間增多。在這樣的電網特點下，變頻調速技術為發電廠主要輔機提供了一種安全經濟的運行方式。目前，外電廠運用變頻調速技術比較廣泛，長期的運行實踐表明，變頻調速經濟效益可觀，可靠性較好，建議有條件的發電廠考慮使用變頻調速技術。

　　日卜期I）G385-185型電動給水泵機械密封改造I應用直升料幾巡檢輸電線路！華北電網電力市場運營模擬系統的應用研I究！電力系統IEC870H01遠動規約的面向對象|分析與建模！光纖復合架空地線（OPGW）及其新發展京津唐電網發電機進相運行試驗總結> TPY級電流互感器參數選擇與準確性驗算220kV高麗營站投運對北京電網影響的分析|電容性設備在線監測裝置現狀分析及建議！500MW發電機勵磁系統故障對系統的影響