发电厂辅机电动机节能改造技术研究

2021-11-29李钰

应用能源技术 2021年10期

李钰

(山西漳电大唐塔山发电有限公司，大同 037001)

0 引言

当前随着我国城市化建设以及工业发展不断加快，对于能源的需求量仍在不断提升，这就导致在长期的发展过程中面临着能源短缺的重要问题。就目前而言，我国能源结构中最为主要的仍然是火电机组，其发电量占到了总电量的80%，由此可见火力发电机组以及相应的辅机设备的节能改造工作对于我国整体的节能系统有着十分重要的影响。对于我国火电厂的各类辅机设备进行调研分析可知，辅机设备中大多数都是风机水泵类设备，因而在实际使用过程中在节能方面有着很大的发展空间。一般的，火电机组在使用过程中随着调峰力度的增大，其机组的负荷变化范围也会随之增大，因而需要在此过程中对风机水泵的流量进行一定的调节。当前调节风机水泵流量最常用的方法为节流阀调节，在应用过程中通过改变通道的通流阻抗来实现流量调节，但实际应用过程中由于发动机的输出功率变化不大，因而会在很大程度上造成能源的浪费。对此，我国现代化电力行业在不断发展的过程中对于该问题也作出了应对措施，并在此过程中降低了发电成本，火电厂在发展过程中也逐渐向着提高行业竞争力、实现节能多产的目标发展。

1 风机电动机的发展情况及相关方案介绍分析

当前随着火力发电厂的快速发展，其大型仪器设备的使用也是越来越多，其中风机便是发电厂最为重要的辅助设备之一，在此过程中，锅炉系统的送风机、引风机等的耗电量占到了机组发电量的2%左右。不仅如此，随着火力发电机组容量的进一步增大，其锅炉风机的容量也随之增大，因而我国火力发电厂风机的使用越来越重要，成为发电厂耗电量较大的辅机设备之一。由此可见，对于风机的研究有着实质性的意义，通过提高风机运行过程中的效率能够很大程度上节约电能，其巨大的耗电量如果能加以改进，便可以为火力发电厂节约很大一部分能源，以下便针对风机的节能方案研究进行具体的探讨。

1.1 发电厂风机辅机的运行状况及节能效果简要分析

在当前的发展过程中，我国火力发电厂所使用的风机都已经有所改进，其中高效离心风机使用的最为广泛，对该中风机的运行情况进行测试分析，可知其实际运行过程中的效率比较低下，因而需要对其进行节能改进。首先对该风机使用过程中效率低下的原因进行分析，发现该风机运行过程中调速性能比较差，同时运行点与风机的最高效率点有这较大的距离，由此便导致发电厂风机辅机的运行效率低下。根据当前我国关于火电设计的相关规定，燃煤锅炉的引风机风量裕度为5%～10%，风压裕度则为10%～15%，在进行风机引风量的设计过程中，难以准确的计算管网阻力，同时对于风机长期运行过程中可能发生的诸多问题也需要具体的考虑，因而所设计的风机往往是将系统的最大风量以及风压富裕量作为标准。由此便给风机的运行带来了很大的问题，即火力发电厂在购进风机时，当选择不到合适型号的风机时，就需要选用更大型号的风机，在此过程中导致所选用的型号远远大于实际运行系统所需要的容量。此外，影响风机辅机运行效率的因素还可能是发电站锅炉风机的风量与风压的富裕度以及机组调峰运行导致实际运行工况点与设计高效点发生偏离，由此便导致风机的运行效率有了很大的下降。在此过程中需要通过调节门来调节风机，往往在二者偏离情况为10%时，需要通过调节们将效率下降8%左右；而当偏离至20%时，风机的运行效率就会下降20%，由此可见，使用调节门进行风量调节的风机在使用过程中存在着很大的能源耗损，这也是不可避免的问题。因而需要针对风机辅机运行过程中效率低下的问题提出相应的解决方案。

1.2 风机调速机节能改造方案简要介绍分析

对于风机调速机节能改造方案而言，需要针对风机机组不同的情况进行具体方案的制定，首先对于常常满负荷的机组而言，如果风机的风量裕度在30%，此时应当选用双速电机，在此过程中能够低速档运行便满足风量的要求，因而使用时十分的经济有效。而当风量裕度为20%左右时，则需要采用变频调速法，此时双速电机的使用效果较差，主要是由于无法发挥其作用，导致使用过程中会造成较大的浪费。最后当风量裕度在10%左右时，需要采用双速电机与液力耦合器调速，同时也可以使用调节门进行调节，相较而言，调节门调节方法在经济方面更为节省，因而无需使用变速调节便可以满足实际运行的要求，同时也更为的经济节能。对于长期处于低负荷运行的风机机组而言，需要对其长期的运行情况进行分析，主要正对经济性、可靠性等因素进行综合研究，由此在风机技能改造过程中选择具有较大优势的变频调速方案进行解决。

2 燃料制备系统的节能改造技术简要研究分析

当前我国大多数火力发电厂运行过程中都广泛的使用了煤炭为主的燃料，同时在机组的启动以及燃烧期间也会使用到轻油、重油等。因而火电厂需要配备相应的卸煤以及输煤设备，例如给煤机、排粉机以及供油泵等设备。这些设备对于火电厂的正常生产运行也有着较大的影响，同时也会消耗较大的能源，由此可见，对于火电厂燃煤制备系统相关设备的节能改造有着重要的意义，也需要在此过程中重点关注这些设备的节能改造。

2.1 磨煤机的节能改造简要分析

一般的，发电厂中对于钢球磨煤机的使用比较多，其中每台机组都需要配备两台以上。弱国机组的负荷变动比较大，同时磨煤机的启动比较频繁，这时便需要针对磨煤机的启动冲击问题进行深入的研究解决。在此过程中如果为了解决磨煤机的起动问题而采用高压机软启动器往往是不经济的，同时对于重载起动的磨煤机作用效果也不明显，因而需要对此做出改进，主要可以进行给粉机的变频改造或是改善燃料控制手段，由此来最大限度地减少磨煤机的起动次数，从源头上解决磨煤机的起动问题。而对于直吹式的制粉系统而言，需要配备磨煤机或是风扇磨煤机4台至8台，其中在允许六台磨煤机共同工作，而其他两台磨煤机则是备用，在进行炉膛燃料的控制过程中，需要对排粉风机或是一次风机进行一定的变频调速改造，在此过程中也需要根据锅炉负荷进行台数的调节过程。

2.2 给煤机的节能改造简要分析

给煤机负责发电厂运行过程中煤炭的输送，其中磨煤机所需要的煤炭便是由给煤机进行输送的。在此过程中，由于磨煤机的工况存在着一定的变化，因而需要对给煤量进行一定的改变。当前收到了相应技术的限制，导致给煤机在使用过程中存在着很多问题，例如调速、下煤操作方面。因而需要采用变频器调节来控制给煤机的转速，由此来最大化的实现对给煤的控制，并在vi过程中实现制粉系统的自动化，降低其能耗。