锅炉风机节能改造的初步方案
天津华能杨柳青热电有限责任公司（300380）胡学芝
一． 概述
我厂锅炉为BLK-1025液态排渣、双燃烧室(W型火焰)、塔式直流炉。采用正压直吹式制粉系统。燃烧器为双侧燃烧室顶部布置的一、二级分级配风旋流式喷燃器。在燃烧室末段和二次室下部又分别布置了用于使燃烧后期余碳燃尽的三次风Ⅰ和三次风Ⅱ。由于采用液态排渣炉设计燃烧室温度高、容积热负荷大，造成燃烧室容积相对较小；由于采用塔式炉，造成炉本体高程大，下返烟道长；由于场地布置条件的因素，造成锅炉空气预热器后到引风机的尾部烟道拆弯多；由于采用二次风旋流强度可调的喷燃器，造成燃烧器的风阻大；由于配置了多个喷口的三次风造成了整个配风系统进入炉膛的分支多，局部喷口尺寸小，配风的局部阻力大。由于上述多方面的原因，造成了我厂锅炉比一般的π型炉本体的烟风系统阻力大，配置的送风机、引风机、一次风机的容量亦较大，造成了锅炉风机的电耗较高。
因此，应从锅炉风机的配置情况、实际运行及试验情况，对锅炉风机的问题进行综合的技术分析，从而找出锅炉风机在能够满足运行并有一定合适裕度的合适参数，对锅炉风机进行改造或重新选型配置，以达到降低风机电耗，降低全厂用电率，提高经济效益的目的。
二、锅炉风机的设计配置
锅炉送风机，引风机，一次风机的设计配置参数见下表：
（注：轴功率为电机输入功率）
三．锅炉风机运行参数实测情况：
1. 1999年11月14日-20日，锅炉风机性能试验参数 （1）送风机性能试验运行参数实测数据
（1） 引风机性能试验运行参数实测数据
（1） 一次风机性能试验运行参数实测数据
1. 大修前后热力试验锅炉风机运行参数的部分实测数据 （1） 送风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
（2）引风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
（3）一次风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
四．锅炉风机设计配置参数与实际运行参数的对比分析及改进初步方案
1. 送风机
(1)送风机运行参数实测值与设计值的比较
（2）送风机的状况分析
从送风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。送风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况相符合。
送风机设计TB工况流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况33.4％、43％、55.25％。设计TB工况流量和全压分别大于实际锅炉ECR工况25％和27％，按照＃6炉性能试验参数推算，锅炉MCR工况运行时单台风量最大为580656 m/h、全压为5678Pa此时送风机设计TB工况的风量裕度为13％、全压裕度为14.2％。
可以看出送风机设计TB工况对应于锅炉的MCR工况风量裕度、全压裕度分别为13％和14.2％是比较合适的，从这一点说送风机的选型是基本合理的。但是设计TB工况对应于锅炉ECR工况裕度过大，且锅炉经常处于50％ECR～ECR工况运行，在MCR工况运行的时间很短，因此送风机设计TB工况对应于锅炉MCR工况的裕度显得是多余的。造成了风机电机配置过大，电耗增加。
（3）送风机的改进初步方案
3
改进时考虑送风机设计TB工况的流量能够满足锅炉MCR运行工况的要求，风机转数不变，TB工况的全压保持不变，则送风机TB工况新的参数选择为风量60000
m/h，全压6618Pa，此时送风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝1092KW
3600×102×9.8
3
选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝1268KW η 0.99
3
即：送风机的设计TB工况参数调整为Q＝60000 m/h,H＝6618Pa时配用电机功率为
1300KW即可，比目前配置的电机功率下降500KW ，可以大幅度地降低送风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
1. 引风机
引风机运行参数实测值与设计值的比较
（2）引风机的状况分析
从引风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。引风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况基本相符合。
引风机设计TB工况参数流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况27.28％／、35.99％、39.77％。设计TB工况的参数流量、全压、电机输入功率分别大于实际锅炉ECR工况18.8％、50.1％、35.45％。说明引风机的设计裕度偏大。
按照＃6机性能试验参数推算锅炉MCR工况运行时单台引风机最大烟气量为899495 m/h，此时引风机设计TB工况流量裕度为13％是比较合适的，从这一点说引风机的选型按照锅炉MCR运行工况需要是基本合理的。但是设计TB工况对应于锅炉ECR工况裕度过大，且锅炉经常处于ECR工况运行，在MCR工况运行的时间很短。因此，引风机设计TB工况对应于锅炉MCR工况的13％裕度显得是多余的造成了风机电机配置过大，电耗增加。
3
（3）引风机的改进初步方案
改进时考虑引风机设计TB工况的流量能够满足锅炉MCR运行工况的要求，风机转数不变，全压保持不变，则引风机TB工况新的参数选择为流量900000m/h，全压4515Pa，此时引风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝1192KW
3600×102×9.8 选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝1311KW
η
0.99
3
3
即：引风机的设计TB工况参数调整为Q＝900000 m/h,H＝4515Pa时配用电机功率为1350KW即可，比目前配置的电机功率下降250KW ，可以大幅度地降低引风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
从送风机、引风机性能试验、大修前后试验实测的运行参数与设计参数比较可以看出：送风机、引风机设计TB工况的流量、全压相对于锅炉ECR工况全压裕度是较大的。从理论上说，可以考虑调整风机设计TB工况参数适当降低流量、全压值，对锅炉的出力不会造成影响。这样可以降低风机的轴功率，进而降低风机电机配置功率，从而降低风机电耗。对于轴流风机降低流量、全压的技术手段为：重新选型更换风机；采用大功率变频调速；加装液力调速偶合器。因此锅炉送、引风机的节能改造，有多个方案可供选择：
方案A：更换较小功率的电机。降低风机电机的空载电耗。此方案投资少，改动工作量小，见效快。
方案B：加装液力调速偶合器。根据锅炉负荷对风机进行转速调节，以保证不同负荷下的流量、压头的需求，减少节流调节损失，从而降低厂用电耗。此方案的投资偏高，效果要优于方案A。
方案C：采用变频调速技术。根据锅炉负荷对风机进行转速调节，以保证不同负荷下的流量、压头的需求，减少节流调节损失，从而降低厂用电耗。此方案效果与方案B相同，但投资很高。
方案D：更换小功率电机并采用变频调速技术。此方案的节电效果最好，但投资也很高。 锅炉送、引风机通过改造节能的潜力很大，方案也较多，我们可以通过调查研究和详细的技术经济论证，确定一种适合我厂的节能改造方案。尤其对大功率电机的变频调速技术的可靠性，调节灵敏度、负荷变化速率是否能满足我厂锅炉机组控制系统的要求，要进行深入的调查研究和
技术方案论证。
3．一次风机
（1）一次风机行参数实测值与设计值的比较
（2）一次风机状况分析
从一次风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。一次风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况流量基本相符合。但压头裕度过大。
一次风机设计TB工况的流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况的25.24％、9.02％、20.17％。设计TB工况的参数更远远大于锅炉ECR工况参数，说明一次风机在实际运行中远离高效工作区，电机配置过大、电耗偏高。
（3）一次风机的改进初步方案
一次风机的改进考虑锅炉MCR工况的需要，设计TB工况的流量为188316 m/h, 全压为 8838Pa较为合适，按此参数计算一次风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝462.5KW
3600×102×9.8 选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝537KW
3
η 0.99
即：一次风机的设计TB工况参数调整为Q＝188316 m/h,H＝8838Pa时配用电机功率为550KW即可，比目前配置的电机功率下降700KW ，可以大幅度地降低一次风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
由于一次风机为离心式，降低出力的改造较为方便、可以采用三种方式进行改造。 A．更换减小功率电机，风机转速不变，减少电机的空载电耗。此方案投资最小，实施最方便。
B．对叶轮进行切割，更换小功率电机。此方案可以同时兼顾降低一次风机的风量与全压，使一次风机尽量能够在高效区运行，投资亦不太高，效果比方案A好。
C．根据选择新的设计TB工况参数，对一次风机进行重新选型更换，并采用电机变频调速技术。此方案投资较大，效果比方案B好。
综上所述，我厂锅炉风机在设计选型配置上存在不同程度的裕量偏大问题，应通过技术改造使之既能满足锅炉MCR运行工况要求，又使其在锅炉ECR工况运行时能够在高效区工作，从而大幅度的降低风机电耗。从实际情况来看，一次风机的改进技术方案可靠，现场条件宜于实施，投资相
对较低，可在明年安排，在取得实际经验后，再对送风机、引风机进行改造。
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锅炉风机节能改造的初步方案
天津华能杨柳青热电有限责任公司（300380）胡学芝
一． 概述
我厂锅炉为BLK-1025液态排渣、双燃烧室(W型火焰)、塔式直流炉。采用正压直吹式制粉系统。燃烧器为双侧燃烧室顶部布置的一、二级分级配风旋流式喷燃器。在燃烧室末段和二次室下部又分别布置了用于使燃烧后期余碳燃尽的三次风Ⅰ和三次风Ⅱ。由于采用液态排渣炉设计燃烧室温度高、容积热负荷大，造成燃烧室容积相对较小；由于采用塔式炉，造成炉本体高程大，下返烟道长；由于场地布置条件的因素，造成锅炉空气预热器后到引风机的尾部烟道拆弯多；由于采用二次风旋流强度可调的喷燃器，造成燃烧器的风阻大；由于配置了多个喷口的三次风造成了整个配风系统进入炉膛的分支多，局部喷口尺寸小，配风的局部阻力大。由于上述多方面的原因，造成了我厂锅炉比一般的π型炉本体的烟风系统阻力大，配置的送风机、引风机、一次风机的容量亦较大，造成了锅炉风机的电耗较高。
因此，应从锅炉风机的配置情况、实际运行及试验情况，对锅炉风机的问题进行综合的技术分析，从而找出锅炉风机在能够满足运行并有一定合适裕度的合适参数，对锅炉风机进行改造或重新选型配置，以达到降低风机电耗，降低全厂用电率，提高经济效益的目的。
二、锅炉风机的设计配置
锅炉送风机，引风机，一次风机的设计配置参数见下表：
（注：轴功率为电机输入功率）
三．锅炉风机运行参数实测情况：
1. 1999年11月14日-20日，锅炉风机性能试验参数 （1）送风机性能试验运行参数实测数据
（1） 引风机性能试验运行参数实测数据
（1） 一次风机性能试验运行参数实测数据
1. 大修前后热力试验锅炉风机运行参数的部分实测数据 （1） 送风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
（2）引风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
（3）一次风机大修前后热力试验部分运行参数实测数据
四．锅炉风机设计配置参数与实际运行参数的对比分析及改进初步方案
1. 送风机
(1)送风机运行参数实测值与设计值的比较
（2）送风机的状况分析
从送风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。送风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况相符合。
送风机设计TB工况流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况33.4％、43％、55.25％。设计TB工况流量和全压分别大于实际锅炉ECR工况25％和27％，按照＃6炉性能试验参数推算，锅炉MCR工况运行时单台风量最大为580656 m/h、全压为5678Pa此时送风机设计TB工况的风量裕度为13％、全压裕度为14.2％。
可以看出送风机设计TB工况对应于锅炉的MCR工况风量裕度、全压裕度分别为13％和14.2％是比较合适的，从这一点说送风机的选型是基本合理的。但是设计TB工况对应于锅炉ECR工况裕度过大，且锅炉经常处于50％ECR～ECR工况运行，在MCR工况运行的时间很短，因此送风机设计TB工况对应于锅炉MCR工况的裕度显得是多余的。造成了风机电机配置过大，电耗增加。
（3）送风机的改进初步方案
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改进时考虑送风机设计TB工况的流量能够满足锅炉MCR运行工况的要求，风机转数不变，TB工况的全压保持不变，则送风机TB工况新的参数选择为风量60000
m/h，全压6618Pa，此时送风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝1092KW
3600×102×9.8
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选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝1268KW η 0.99
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即：送风机的设计TB工况参数调整为Q＝60000 m/h,H＝6618Pa时配用电机功率为
1300KW即可，比目前配置的电机功率下降500KW ，可以大幅度地降低送风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
1. 引风机
引风机运行参数实测值与设计值的比较
（2）引风机的状况分析
从引风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。引风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况基本相符合。
引风机设计TB工况参数流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况27.28％／、35.99％、39.77％。设计TB工况的参数流量、全压、电机输入功率分别大于实际锅炉ECR工况18.8％、50.1％、35.45％。说明引风机的设计裕度偏大。
按照＃6机性能试验参数推算锅炉MCR工况运行时单台引风机最大烟气量为899495 m/h，此时引风机设计TB工况流量裕度为13％是比较合适的，从这一点说引风机的选型按照锅炉MCR运行工况需要是基本合理的。但是设计TB工况对应于锅炉ECR工况裕度过大，且锅炉经常处于ECR工况运行，在MCR工况运行的时间很短。因此，引风机设计TB工况对应于锅炉MCR工况的13％裕度显得是多余的造成了风机电机配置过大，电耗增加。
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（3）引风机的改进初步方案
改进时考虑引风机设计TB工况的流量能够满足锅炉MCR运行工况的要求，风机转数不变，全压保持不变，则引风机TB工况新的参数选择为流量900000m/h，全压4515Pa，此时引风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝1192KW
3600×102×9.8 选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝1311KW
η
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即：引风机的设计TB工况参数调整为Q＝900000 m/h,H＝4515Pa时配用电机功率为1350KW即可，比目前配置的电机功率下降250KW ，可以大幅度地降低引风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
从送风机、引风机性能试验、大修前后试验实测的运行参数与设计参数比较可以看出：送风机、引风机设计TB工况的流量、全压相对于锅炉ECR工况全压裕度是较大的。从理论上说，可以考虑调整风机设计TB工况参数适当降低流量、全压值，对锅炉的出力不会造成影响。这样可以降低风机的轴功率，进而降低风机电机配置功率，从而降低风机电耗。对于轴流风机降低流量、全压的技术手段为：重新选型更换风机；采用大功率变频调速；加装液力调速偶合器。因此锅炉送、引风机的节能改造，有多个方案可供选择：
方案A：更换较小功率的电机。降低风机电机的空载电耗。此方案投资少，改动工作量小，见效快。
方案B：加装液力调速偶合器。根据锅炉负荷对风机进行转速调节，以保证不同负荷下的流量、压头的需求，减少节流调节损失，从而降低厂用电耗。此方案的投资偏高，效果要优于方案A。
方案C：采用变频调速技术。根据锅炉负荷对风机进行转速调节，以保证不同负荷下的流量、压头的需求，减少节流调节损失，从而降低厂用电耗。此方案效果与方案B相同，但投资很高。
方案D：更换小功率电机并采用变频调速技术。此方案的节电效果最好，但投资也很高。 锅炉送、引风机通过改造节能的潜力很大，方案也较多，我们可以通过调查研究和详细的技术经济论证，确定一种适合我厂的节能改造方案。尤其对大功率电机的变频调速技术的可靠性，调节灵敏度、负荷变化速率是否能满足我厂锅炉机组控制系统的要求，要进行深入的调查研究和
技术方案论证。
3．一次风机
（1）一次风机行参数实测值与设计值的比较
（2）一次风机状况分析
从一次风机性能试验和大修前后试验运行参数的实际测量值与设计值的比较来看。一次风机在锅炉ECR工况的运行参数与厂家设计MCR工况流量基本相符合。但压头裕度过大。
一次风机设计TB工况的流量、全压、电机输入功率分别大于设计MCR工况的25.24％、9.02％、20.17％。设计TB工况的参数更远远大于锅炉ECR工况参数，说明一次风机在实际运行中远离高效工作区，电机配置过大、电耗偏高。
（3）一次风机的改进初步方案
一次风机的改进考虑锅炉MCR工况的需要，设计TB工况的流量为188316 m/h, 全压为 8838Pa较为合适，按此参数计算一次风机的轴功率为：
N＝ Q H ＝462.5KW
3600×102×9.8 选配的电机功率为：
Ne＝ K N＝ 1.15 N＝537KW
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η 0.99
即：一次风机的设计TB工况参数调整为Q＝188316 m/h,H＝8838Pa时配用电机功率为550KW即可，比目前配置的电机功率下降700KW ，可以大幅度地降低一次风机电机的空载电耗，从而节约厂用电。
由于一次风机为离心式，降低出力的改造较为方便、可以采用三种方式进行改造。 A．更换减小功率电机，风机转速不变，减少电机的空载电耗。此方案投资最小，实施最方便。
B．对叶轮进行切割，更换小功率电机。此方案可以同时兼顾降低一次风机的风量与全压，使一次风机尽量能够在高效区运行，投资亦不太高，效果比方案A好。
C．根据选择新的设计TB工况参数，对一次风机进行重新选型更换，并采用电机变频调速技术。此方案投资较大，效果比方案B好。
综上所述，我厂锅炉风机在设计选型配置上存在不同程度的裕量偏大问题，应通过技术改造使之既能满足锅炉MCR运行工况要求，又使其在锅炉ECR工况运行时能够在高效区工作，从而大幅度的降低风机电耗。从实际情况来看，一次风机的改进技术方案可靠，现场条件宜于实施，投资相
对较低，可在明年安排，在取得实际经验后，再对送风机、引风机进行改造。
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