循环流化床锅炉引风机液偶调速改造分析

姚明伟

（国能集团宁夏煤业有限责任公司烯烃一分公司，宁夏 银川 750000）

随着社会经济发展，工业逐渐进入智能化和现代化的生产模式，然而，许多工业厂区仍然使用传统的生产设备和管理方式，逐渐跟不上时代发展的脚步，尤其是对于循环流化床锅炉结构中，引风机液偶转速调整的问题上，存在着许多漏洞和不足。

1 循环流化床锅炉概况

1．1 循环流化床锅炉

循环流化床锅炉在工业建造过程中，采用的是工业化程度最高的燃煤净化技术，其中主要系统结构包含燃烧区域、循环系统两个部分组成。由于循环流化床锅炉是在传统基础结构上进行完善和发展，因此，循环流化床锅炉的基础设计理念和运行方式与传统模式基本相同，但是，两者又存在许多不同之处。在日常工作中，循环流化床锅炉的运行模式最大特点是运行效率高。并且循环流化床技术在运行过程中不仅强化了原料燃烧和整体脱硫的反应过程，还促使了循环流化床锅炉容量扩大到工业电力可以接受的限度。循环流化床锅炉在工业建设中有效地解决了热学、力量学、材料学等基础运行问题，同时有效地缓解了工业建设中有可能出现的膨胀、磨损以及温度过高等工程建设问题，成为改善难以燃烧固体燃料能源的先进科学技术，比如，城市垃圾、河中淤泥、油页岩石等。

1．2 引风机

引风机是通过叶轮的转动从而产生相应负向压力，最终从设备中抽取空气的一种工业设备。其设备主要应用在锅炉尾部，抽取锅炉内部的热量和烟气。在日常工作中，常见的引风机分为两种，分别是负向使用的引风机和正向使用的鼓风机。引风机的使用范围十分广泛，主要应用在工业生产、矿井、隧道、车辆、锅炉以及工业化炉窖的通风和引风，其中主要工作原理与压缩机基本相同，但是，由于引风机设备自身的气体流速较低，其气体压力的变化曲线并不明显，因此，在日常工作中不需要考虑自身气体比容的变化，只需要把气体进行不可压缩流体的处理即可。

2 循环流化床锅炉现状

目前，许多煤矿能源企业在建设能源工厂时，对于运行锅炉的选择主要以循环流化床锅炉为主，其中国能集团宁夏煤业有限责任公司烯烃一分公司二套装置在建设时，装置锅炉是由东方锅炉厂生产，型号为DG-280/9.81-II1，满足车间生产的基本需求。

锅炉整体为单炉膛，可以实现设备的通风状态达到平衡，并且锅炉内部的双U阀门原料返回设备有效的实现，循环流化床锅炉处于固体状态，连续性排放残渣模式。但是，随着工业建设的发展，其自身技术被研发人员不断完善，逐渐出现引风机无法调整运行速度的严重问题，在实际设备运行中，每当设备内部液偶系统整体转速达到300～700r/min时，液偶的回油温度会不断上升，并且速度迅速加快，为了保证设备的安全运转，只能把液偶转速保持在900r/min，才能有效的保证回油温度速度处于稳定状态。并且锅炉在运行时，引风机不能充分的利用液偶转速的特性进行操作，以此满足炉膛结构中，出口负压的要求。此外，在项目设计时，锅炉电机功率和风机风量设计选型均偏大较多，导致设备运转时不能有效的与液偶进行匹配，造成液偶产生的热量无法进行有效散发，最终使设备大面积发热，并且随着设备温度的提升，内部油温随之升高，一旦发生事故或者突发情况，不能及时进行设备控制，为了保证工厂、人员运转安全，在设备开始发热时，工作人员只能把液偶管道以及设备全部开启，通过风机入风口挡板进行调节，从而很大程度上提升了工厂电力能源的消耗，增加运行成本。

3 循环流化床锅炉调速改造方案

由于工厂内部结构比较复杂，对于流化床锅炉系统中，引风机液偶调速的改造就显得尤其重要。目前，许多工业液偶系统的整体流程为：液偶轴头泵开始供油—冷油设备入口—冷油设备出口—液偶设备，其中所产生的勺管回油直接会进入液偶油箱，保证整体设备的安全运转。

3．1 电气控制

目前，工业化锅炉在引风设备的选择上会偏向变频能力高压对高压的运行方式，并且比较青睐国外进口品牌，以实现设备运行质量的保证。针对设备运行时的实际需求和建设环境，如果想更好地将引风机液偶调速能力进行全面提升，设计人员应该把每台引风机设备安放一套高压变频系统，依靠变频系统中的频率输出，调整引风机液偶转速，以此实现引风机自身风力的调节，从根本上提升系统的安全性能。此外，为了提升系统运行结构的稳定性，设计人员应该重视变频设备自动化性能，比如，加装变频设备自动工频旁路装置，如果一旦变频器发生异常操作，进而停止运行时，设备基础电机可以自动切换为工频运行状态，以保证整体结构可以不受影响。

比如，设备运转时，6千伏电源经过电压变频装置进入电路开关，并进行专项为高压变频装置，其中变频装置电能输出会途径电路出线开关，至设备电动机区域，另外6千伏电源还可以直接经过旁路开关，从而直接启动设备电机区域。其中进出线开关和旁路开关的主要作用是：如果变频装置出现故障，进而发出故障信号，经过设备内部逻辑运算进行判断后，跳开变频设备内部的线路断路设备，以此将故障的变频装置进行隔离，当确认变频装置输出开关断开后，设备将自动链接旁路开关进行电力供应，最终启动电机设备，保证整体结构的安全运行。由于进出线开关和旁路开关的位置主要分布在旁路状态切换柜中，因此开关之间具备一定程度的电气锁装置和五防装置，以保障维修时的人员安全。

3．2 液偶系统流程改造

对于锅炉设备中，液偶系统流程来说，合理的运行流程是保证其高效运行的基础条件，如果想实现引风机液偶转速调节，就需要对其运行流程进行合理的调整。

第一，在系统运转过程中需要工作人员在冷油环节中，增加一台冷油设备，并且将设备中的液偶勺管回油口连接到新增加冷油器的入口，而冷油器另一端的出口需要返回到液偶油箱。

第二，重新制定水资源系统的循环模式，从原有循环系统的一次阀门与二次阀门之间增加引管路，依靠二次阀门进行日常调节和控制，保证新旧冷油设备的进水总量，图1为液偶系统改造图。

第三，对于液偶系统流程的改造，除了需要针对设备流程进行合理完善，对于引风机设备占地方式也需要重点关注，由于引风机主体和风机侧面转轴直径并不相同，为了保证设备位置可以准确安放，设计人员需要根据厂区地面环境和设备运行状态进行合理的改良。

图1 液偶系统改造图

此外，为了平衡设备周边各个方面的传递力，设备在安放时应该使用膜片联轴器进行连接，其中设备底座电机区域也同样需要重新测量、打孔，并且采用地脚螺栓的方式进行设备固定。

3．3 改造效果分析

根据以上改造方法针对厂区内循环流化床锅炉引风机液偶转速进行调整，所获的的数据进行对比分析，如表1，引风机改造数据表。

表1 引风机改造数据表

从以上表格数据可以得知，如果厂区运用合理的改造方法，一定程度上可以实现液偶运行时转速的调节。并且设备经过调整后，电能的使用效率得到了提高，其中根据表格数据进行计算，每小时电能功率节省了2250-1470=780（kW·h），如果厂区每年设备的平均运行时间为8000小时，每年设备可节约电能总量约为：780kW×8000h=624万（kW·h），那么按照城市平均电能费用进行计算，每年可节省电力能源费用约为：624×0.391=243.36万元/年。

4 结语

由此可见，随着社会经济、科技的快速发展，对于工业生产中，创新意识和科学技能成为衡量当代综合能力的重要因素。然而，在厂区工业生产中，对于循环流化床锅炉引风机液偶转速的要求逐渐提升，加上传统模式下液偶热量无法正常散出，导致设备急速发热，内部油温高，如果出现突发情况工作人员无法进行控制，因此，改良整体运行结构，提升转速工作效率成为当下研究的重点。