諫壁電廠12號330 MW機組采用濕法脫硫工藝,配備1臺AN40e6( v19+4°)型靜葉可調軸流式脫硫增壓風機.其主要參數如表1、表2所示。本文針對該機組脫硫增壓風機長期存在運行效率低、能耗高的問題,根據風機現場性能試驗分析結果提出了多種節能改造方案,并對各方案進行分析比較得出最佳改造方案,改造后節電效果顯著。
表1脫硫增壓風機參數
項目 |
運行情況 |
TB |
BMCR |
50%負荷 |
風量/m3·h-1 |
1858025 |
1647612 |
820000 |
全壓/Pa |
3000 |
2500 |
700 |
入口溫度/℃ |
134 |
124 |
105 |
入口溫度/KG·m3 |
0.89 |
0.92 |
0.95 |
風機軸功率/Kw |
1869 |
1348 |
404 |
風機全壓效率/% |
82 |
84 |
39 |
設計轉速/r·min-1 |
420 |
420 |
420 |
表2增壓風機電機參數
項目 |
參數 |
形式 |
YKK1000-14 |
容量/KW |
2000 |
轉速/r·min-1 |
426 |
電壓/V |
6000 |
電流/A |
250 |
效率/% |
93 |
功率因素 |
0.801 |
1性能試驗
依據DL/T 469-2004<電站鍋爐風機現場性能試驗》在機組負荷分別為100% (330 MW)、73% (240MW)和55% (180 MW)下進行脫硫增壓風機性能試驗,其結果如表3所示。
表3脫硫增壓風機實測值與設計值比較
項目 |
330MW工況 |
鍋爐蒸發量/t·h-1 |
983.0 |
實測風量/m2·s-1 |
436.2 |
實測壓力/Pa |
1894.0 |
設計風量m2·s-1 |
516.1 |
設計壓力/Pa |
3000 |
風量裕量/% |
-15.5 |
壓力裕量/% |
-36.9 |
試驗表明,脫硫系統阻力隨風量變化約為1.5次方,脫硫增壓風機位于低效區運行。機組高負荷運行時,脫硫增壓風機的最高運行效率僅為78.23%,而低負荷運行時效率更低。因此,由于脫硫增壓風機選型不當,使其參數與管網不匹配,但風機的節能空間很大。
2節能改造方案
由于脫硫增壓風機出力過大,只能通過改變其運行方式和對其本體進行改造達到節能目的話。
2.1降低電機轉速方案
計算表明脫硫增壓風機電機轉速從426 r/min降至370 r/min也能滿足機組各運行工況的需要。脫硫增壓風機降轉速后各個工況點都可位于高效區運行。脫硫增壓風機實施降轉速后的節電量預測結果如表4所示。
表4脫硫增壓風機降電耗轉速節電量預測
機組負荷/MW |
風機功率/KW |
實驗期間實測值 |
電機降轉速后的預計值 |
每小時節電量/KW·h |
每年節電量/KW·h |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
330 |
848.0 |
78.2 |
1084.0 |
81.7 |
1018.0 |
66.0 |
|
265 |
449.0 |
60.8 |
738.6 |
77.0 |
561.5 |
177.1 |
991008.0 |
180 |
412.1 |
59.3 |
695. |
74.1 |
525.4 |
169.8 |
|
注:按年運行7200h,各負荷工況均占1/3時間計算。
2.2變頻調速方案
脫硫增壓風機采用變頻調速也可達到節能降耗的效果,改造后的節電量預測結果如表5所示。
表5脫硫增壓風機變頻改造節電量預算
機組負荷/MW |
風機功率/KW |
實驗期間實測值 |
電機降轉速后的預計值 |
每小時節電量/KW·h |
每年節電量/KW·h |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
330 |
848.0 |
78.2 |
1084.0 |
82.1 |
1013.0 |
70.9 |
|
240 |
449.0 |
60.8 |
738.6 |
84.1 |
514.4 |
224.2 |
1177008 |
180 |
412.1 |
59.3 |
698.3 |
84.6 |
499.6 |
195.3 |
|
注:按年運行7200h,各負荷工況均占1/3時間計算。
2.3本體改造方案
將原脫硫增壓風機葉片數由19片減至13片,葉片安裝角由+4。改為-lo也可達到節能降耗的效果。脫硫增壓風機本體改造后的節電量頇測結果如表6所示。
表6脫硫增壓風機本體改造節電量預算
機組負荷/MW |
風機功率/KW |
實驗期間實測值 |
電機降轉速后的預計值 |
每小時節電量/KW·h |
每年節電量/KW·h |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
風機效率/% |
風機軸功率/KW |
330 |
848.0 |
78.2 |
1084.0 |
80.0 |
1039.0 |
45.0 |
|
240 |
449.0 |
60.8 |
738.6 |
70.0 |
614.0 |
124.6 |
693096.0 |
180 |
412.1 |
59.3 |
695.3 |
67.0 |
576.0 |
119.3 |
|
注:按年運行7200h,各負荷工況均占1/3時間計算。
3各種節能方案比較
脫硫增壓風機各種節能改造方案的投資回收情況對比如表7所示。
表7脫硫增壓風機各種節能改造方案經濟性對比
項目 |
降電機轉速方案 |
變頻調速方案 |
本體改造方案 |
年節電量/ KW·h |
991008.0 |
1177008.0 |
693096.0 |
年節能費用/萬元 |
38.6 |
45.9 |
27.0 |
投資費用/萬元 |
40 |
300 |
50 |
回收年限/年 |
1 |
6.5 |
1.9 |
注:上網電價按0.39元(KW·h)計算。
由表7可見,脫硫增壓風機降電機轉速方案的經濟性最佳。降電機轉速是將原脫硫增壓風機的電機轉速由固定的426 r/min改為426 r/min(高)、370 r/min(低)2檔轉速。
4節能改造實施與效果
2009年1月諫壁電廠12號330 MW機組小修時實施了脫硫增壓風機降電機轉速的節能改造,改造后脫硫增壓風機正常運行時轉速為370 r/min。脫硫增壓風機電機改造前、后參數見表8.其各工況耗電量見表9。
表8脫硫增壓風機電機改造前后參數對比
項目 |
改造前 |
改造后 |
額定功率/KW |
2000 |
177 |
額定電壓/KV |
6.0 |
6.0 |
額定轉速/r·min-1 |
426 |
373 |
額定電流/A |
250 |
190 |
表9脫硫增壓風機電機改造前后耗電量對比
項目 |
增壓風機 |
機組負荷/MW |
330 |
240 |
180 |
改前實測風機軸功率/KW |
1084 |
739 |
695 |
改后實測功率軸功率/KW |
975 |
662 |
514 |
每小時節電量/ KW·h |
109 |
77 |
181 |
按每臺機組脫硫增壓風機年運行時間7200 h,機組以330 MW、240 MW、180 MW負荷運行時間各占113(2 400 h)計算,每臺脫硫增壓風機年節電量2400×(109+77+181)=880800 kW.h。電價按0. 39元/(kW.h)計算,年節約用電34. 35萬元,1年左右即可收回投資。