锅炉风 机的容量 随着锅炉容量 的增 长而相应增加 。 一 台12 . 5万千 瓦 机组, 风 机电动机的 功率 为 25 00 千瓦 , 占机组容 量的 2 % 。 _ 仁海地 区 电厂 220 吨/ 时 以上 锅炉 有3 。台, 装机 容 量 为 165 万千瓦, 配 套风 机共有 ]0 5 台, 电机功率 为5 . 32 万 千瓦 , 占装 机容量的 3 . 2 % , 其所 消耗的总 电量约 占机组 发电量的1 . 8~ 2 . 7% 。 可见 风 机是电 站 中最大的耗能设备之一 。 从 目前风 机的运行状 况来看, 上 述 105 台风 机都是高效离心风机, 设计 效 率 在 8 1~ 85 % ( 带进 风箱 ) 。 但 从调查结果说明, 目前风机实际 运行效率普遍较低 ( 见表 1 ) 。 其造 成原因如下: ( i )风 机造 型不 合理 , 富裕量太大, 设计工 况与系统 不匹 配 ; ( 2 ) 在变负 荷工 况下 , 调 节 损失 过大 。
                                                        

目前 电站风机选型不 合理, 富裕量太大的问题非但造 成不必 要的能量损失, 而且增加了 设 备投 资费用 。 同时, 随着电网电能需要的变 化, 风机 经常处 于变负荷下运行。 如何达到变 负荷下风 机 运行的最佳化问题, 是当前风机 节能工 作的重 要任 务之一 。 对 于这个间题 , 通常 可 以用 风机的型式和传动调节方式的合理组合来解决。 在这两种 一节能方式中, 要更换新型节 能 高效风 机是不容易的, 但从传动调 节方式 上 想办法则是比较现实有效的 。 本文就 目前在风 机上 常 用的 液力藕合器 和双 速电机两种 传动调 节方式 的经济技术效果作初步探讨。
一 、 液力 偶合器 变速调 节与导 向挡板 调节经 济技 术效果的 比较
阂行发电厂 在 19 8 3 年 4 月 开 始采用了上 海交通大学 、 上海电力修造厂设计、 制作 Y O - T C 一1 000和 Y O T C一800 型 液力偶合器对两 台 70 0 千瓦的吸风机和两台55 0 千瓦的送风 机进 行无级调 速飞本所于 83 年 11 月 30 日一 12 月 1 日对送 、 吸风机进行了两种调节方式经济性 比 较试验 。 由于现 场条件及试验项 目的 局 限, 对 液力偶合器的变速调节与导 向挡板 调 节 的 比 较 , 归纳 起 来有 以下三个方面 :

1 . 空气动力学特性方面的 比较 两种调节方式的空气动力学特性的 比较, 主要反映 在机组 各种不同负荷情况下, 风机的效率 、 轴功率以及所耗功率占机组 发电量的百 分数之间 的对 比 ( 见表 2 ) 。 从表 2 可 以看出, 在锅炉变负荷时采用液力偶合器变速调节 , 风机效率基 本不变 , 送风机效率在70 . 4 %左右 , 吸风机效率在68 . 5 %左右。 阂行发电厂 # 8炉送 、 吸风 机 采用的 都是 4一73 型风 机, 设 计效率为84 % ( 带进风 箱 ) 。 当风机采用变速调 节时 , 风机 效 率达不 到设 计效率 , 这是因为风机的设计参数与系统不 匹配 , 实际的工况点 由风 机的压力 曲 线与系 统阻力 曲线新的交点确定 , 即系统阻力曲线不 通过风机的最佳工作点。

比较两种调节方式的风 机效率, 采用 液力偶合器变速调 节的风机效率 比导 向挡板调 节 高 得多, 特别在低负荷时, 变速调 节风机的效率将 比挡板调节高1 . 53 ~ 2 . 01 倍 。 同时, 当负荷 为 1的% 、 90 . 9% 、 81 . 8% 、 72 . 7 % 时, 四 台风 机采用导 向挡板调 节的所耗总 功率分 别为 液 力偶合器变速调节的 120 . 7 % 、 135 . 4 % 、 153 . 1% 、 18 8 . 3 % 。 由此看 出, 离心风机采 用液力 偶 合器变速调节在锅炉负荷变动较大时风 机效率大大超过 导 向挡板调节风 机效率。 两种 调节方式在空气动力 学特性 比较的另一重要方面是‘ 风 机对系统风 量 、 压头 变化 的 适应性 。 选型合理的风机 , 在额定流量时, 压 头总有10 ~ 15 % 的富裕量。 这种压 头 储备的 目 的 是; 如管路 系统长期运行后一 旦 阻力 略有增加 , 也能确保生 产需要 。 如用 导 向挡板调节, 这种压 头储备为导 向挡板节流所消耗 。 使用液力偶合器 后, 就没 有这种压 头 储备节流 损失, 即使液力偶合器存在着 固有的 3 % 的 滑差损失, 也 可起到节能的作用。 2 . 运行可 靠性和调节特性方面的比较 大家知道 , 入 口 导 向挡板结构简单 , 运行可 靠性相对就高 , 但是 液力偶合器 除轴承外无其他 磨损件 。 因此 , 偶合器 的工 作也很 可靠 , 能够长切运行 , 无须 险修 。 液力 偶合器 可 以 空 载起动 电动 机和 逐步起动大惯量负载 , 是偶合器 独特 的优点。 由于电 动 机只 和 l洲含器的 泉轮相联 接, 电动机起动时的起动扭矩只用来加速电枢及所带泵轮 , 因此 能很快达 到全速 和起动完毕, 然后根据需要逐步增加偶 合器的充油量, 使风 机逐步起动。 电动机起 动的 高峰电 流 只在 极 短的时间 内出现 ( 见 图 1 ) 。 因此, 液力偶合 器能空载起 动电动机 , 并消除了起动大惯量 风机时, 因 过 大起 动电流在电机绕组中出现 的时 间过长而 引起的电 机烧损事故 , 使风 机的起 动更 为安全 可靠。 另外, 还能 节约电动机起动时的 电能消耗 。 这是 导 向器挡板装置无 法达 到的 。 离心式风 机配置 液力偶合器后使用变转速来调节风 量 , 由于转速与风 量成线性关系 , 这就提供了可靠的重 现性的调 节 手段, 因此 , 液力偶合器变速调 节可 以产生 较 稳定的风晕和风压 , 使炉膛负压稳定, 保证燃料有效 地燃烧 。 即使 转速稍有不 同, 对所传扭矩的影响不太敏 感 , 仍可 以精确地控制调节风量 。

                                                                        
3 . 经济性比较 表 3 是 阂行发 电厂 “8炉送 、 吸风机在锅炉不同负荷下两种调 节方式 的经 济性 比较 。 从表 3 中可 以看出, 如年运行 以 700 。小时计算 ; 在机组负 荷 为 110 M W 时 风 机节 电为56 . 5万度/ 年; 10 0人生W 时, 节电为 11 4 , 7 万度/ 年; 90MW 时, 节电为 180 . 1 万 度 / 年 ; soMW 时 , 节电为 2 72 . 9 万度/ 年。 因此, 当锅炉经常变负荷或常处于低负荷时 , 节 电效果 还是 相当可 观 的。

由于液力偶合器在调速过程中存在着 自身液力损失。 根据资料介绍, 其功率 损 失 N S 可 以用下式计算 ;式中 N , A 一A 点工况下液力偶合器的输入或电动机轴功率; N Z 、一A 点工 况下风机的 轴 功率, i^ 一A 点工 况下的输入转速 与输出转速 比, N e 一一风 机的额定功率。 对上式进行数学整 理 分析后知道 , 调速过程中液 力 偶 合 器 的 最 大 损 失 在 速 度 比 i = % ( 。 . 66 了) 处 。 功 率损失不 超过所传的额定功率 的 15 % 。

阂行 发电厂耸 8炉送风 机在设计工 况时, 额定功率为 458 . 75 千 瓦 , 吸 风 机 为 49 8 . 95 千 瓦, 液力偶合器在不 同转速比 i 下的功率损失见表 4 。 由表 4 可知, 送 风机液力偶合器的 最 大功率损失不超过 70 千瓦, 吸风 机 液偶的最大功率损失不超过 75 千瓦。 与送 、 吸风机 使用 液力偶合器调 速调节所能节约的功率相比相对较小。
                                      

每台液力偶合器设备费为 4 万元 , 安装费为 2 万元 , 故其一次 投资费用大, 这是液力偶 合器的最大不 足之处 。

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