透過對風機進行節能技術改造和執行調節，提高了執行效率

——透過加裝風機智慧運維繫統，對電機電壓、電流、功率因素、頻率等電引數進行線上監測，經過多次反饋資料分析後，確定改造方案。

改造後引風機系統執行效率大幅度提高，節能效果顯著，減少風機故障停機次數，裝置執行與維護費用下降。

本文刊登於PROCESS《流程工業》

2021年第8期

《

智慧運維在風機執行及改造中的應用

》

文/石雪松 馮佔宸

本文作者石雪松系原中國通用機械工業協會副秘書長、風機分會秘書長；

馮佔宸供職於瀋陽德瓦特汽輪動力有限責任公司。

隨著碳中和數字經濟發展，節能提效已經成為能源戰略的重中之重，推進能源結構調整，引導傳統計量數字化轉型迫在眉睫。在我國熱電廠中，電廠用電量佔總發電量的8%～10%，鍋爐風機消耗電量約佔總廠用電的25％。實際使用中的風機其執行效率低於80%的約佔88%，如圖1所示。

傳統電量統計無法實現遠端監控，存在5%的誤差，無法輸出精準報表。因此風機能耗資料需要精準監控，同時輸出視覺化、定製化報表，才能制定合理的改造方案進行節能改造，提高風機執行效率。在保證執行技術引數的前提下，透過採用高效節能產品代替老產品降低系統執行能耗，有著十分重要的意義。

圖1實際使用中的風機其執行效率

山東開泰電廠二期鍋爐所配置的除塵原引風機為JY75-38-12№19。5D，額定風量170000m

3

/h，額定風壓6。2×1

-

3

MPa，設計工況溫度145℃，工作轉速960r/min，配套的YPT500-6型10kV電動機的額定功率500kW，原引風機實際執行工況點引數見表1，執行過程中常常發振動。

表1引風機改造前跟蹤測試情況

風機智慧運維

透過加裝風機智慧運維繫統，對電機電壓、電流、功率因素以及頻率等電引數進行線上監測如圖2、3，根據風機執行時間進行換算，可以準確計算出能耗，輸出能耗報表。同時結合監測到的風機效能、安全引數（流量、壓力、溫度及振動等），便於技術人員在機組執行過程中判別機組效能劣化趨勢，準確可靠地把握風機工作狀況，使得執行、維護和管理人員心中有數。風機專家經過現場勘察，結合故障分析模組輸出的分析報表，最終找出風機執行效率低下、頻繁振動的原因：

圖2電廠引風機佈置區域性圖

圖3風機線上監測

1、原引風機的風量和風壓富

餘量過大原引風機型號因鍋爐最大蒸發量所需的流量和系統阻力的要求，在確定風機的風量、風壓和電機功率配置時，都留有較大的富餘量，鍋爐實際排煙溫度低於風機設計溫度約30～40℃左右，綜合因素導致風機實際執行工況點較大幅度偏離原設計最佳工況點，長期處於低效率區執行，能源無效損耗較大。

2、原引風機屬於20世紀70年代風機產品

工況點設計理論效率最高為80。2%。隨著近年來新型高效風機技術的發展，後傾高效風機的出現，其氣動效率遠遠高於傳統的前向風機。

3、積灰和磨損導致振動

現場工作人員根據風機智慧運維繫統發出的運維提醒及分析預見了可能積灰和磨損現象，停 機檢查也證明了我們的判斷。發現原引風機葉輪為前向型葉片，執行過程中極易積灰和磨損。透過對監測資料的統計研究，在視覺化圖表上可以直觀地看到振動異常的變化趨勢。隨即制定維護策略：每6個月需重新校正葉輪動平衡，每18個月需要更換新葉輪。

改造方案

據線上監測資料反饋的資訊，原引風機通常執行工況為35Hz～43Hz之間，並且以40Hz執行相對較多，鍋爐蒸汽流量約65t/h。經多次現場熱態實測風機輸出引數及煙道阻力引數，以40Hz執行引數為電廠鍋爐日常狀態，經資料處理分析，確定改造方案。

1、量體裁衣，最佳化定做新型高效風機

透過對原有引風機線上監測資料結果的計算，確定新引風機選型引數，常用工況風量135000m

3

/h，靜壓4。4×1

-

3

MPa量身定做了一款與執行狀況相匹配的新型高效後傾風機，結合現場實測安裝尺寸，並對新引風機進行強度校核計算後，確定新風機型號為LTF-702№19。8D，風機最高效率為89。3%，BMCR點設計效率均高於86%（見圖4），TB點流量為BMCR點的1。28倍。

圖4新引風機效能曲線圖

鍋爐處於負荷65t/h時，風機執行軸功率為269kW，而選LTF-702№19。8D風機效率為86。5%，軸功率為233kW，軸功率可降低13。3%，每小時大約節電36˚，按每年8000h執行計算，新引風機比原引風機每年可節省電能5。7kW×8000h=28。8萬kW・h（見表2）。

表2鍋爐負荷65t/h時，原引風機實測效能與新引風機設計效能比較

2、最佳化葉片結構，耐磨效能

加強採用後向板型葉片設計，不易積灰。設計了合理的葉片安裝角，在保證效能高效的同時，也有效適於確保合理的氣流正攻角，有效降低葉片進口磨損。本次節能改造方案確定如下：

更換範圍：機殼、葉輪、進風機口，原基礎、原電動機、原傳動組（軸承箱、軸承和主軸）和原進出口軟連線均利舊，風機改造後不再安裝入口調節門，風機引數的調節由變頻調節完成。

其中，利用改造後的機殼組側面與混凝基礎之間的富裕空間，增設了排汙管，方便檢修時風機內的積灰和汙水的排出，見圖5。

圖5新引風機結構

節能效益統計和對比

新風機安裝後在40Hz執行時，對其引數進行現場測試，測得風機靜壓Pst=3。4×1

-

3

MPa，煙氣流量Q=14。2萬m

3

/h，計算軸功率為236kW，軸功率實際降低12。3%，每小時大約節電33˚，按執行8000h/年計算每年可節省電能26。4萬kW・h，節能改造效益統計和對比如表3所示。

表3改造節能效益統計表和對比

結論

改造後，引風機系統執行效率大幅度提高，節能效果顯著；葉片為後傾型，不易積灰，具有良好的耐磨性及噪聲低等特點，延長了葉輪的使用壽命，減少了風機故障停機次數，裝置執行與維護費用下降。

採用變頻調節後，由於透過調節電機轉速實現節能，在負荷率較低時，電機、風機轉速也降低，主裝置及相應輔助裝置如軸承等磨損較前減輕，管網系統執行壽命延長。

節能降耗、降低生產成本是熱電行業在市場經濟中立足的重要基礎之一。採用風機節能改型 和變頻技術對熱電廠主要輔機之一的引風機進行節能技術改造和執行調節，是當前電廠節能的重要有效措施。不僅提高了引風機單機效率和系統執行效率，大幅度節約用電，保證安全性，還能順應節能的發展趨勢。

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