摘  要：龙安热电1#及2#锅炉一次风机流量采用入口风门调节，所配备的电机功率偏大,风机效率低，存在“大马拉小车”现象。本文结合风机实际运行工况，有针对性地提出风机的叶轮技改方案，已取得了一定节能效果，供今后同类型电厂运行调整参考借鉴。

关键词：一次风机；叶轮切割；节能改造

1  概况

福建省福能龙安热电有限公司（以下简称“公司”）一期工程1×17MW背压式汽轮发电机组+1×19.1MW新型背压式汽轮发电机组，同时设有烟气脱硝系统、除尘系统及脱硫系统。锅炉为华西锅炉厂设计的制造的HX150/13.7-Ⅱ1型、高温超高压、自然循环、固态排渣、单汽包、无中间再热循环流化床（CFB）锅炉。其中#1、2锅炉配备鞍山华冠风机厂生产的一次风机、二次风机、引风机各一台；其中引风机和二次风机调节方式采用变频器调节，一次风机采用入口挡板调节。

公司一期工程是热电联产项目，大部分热用户是合成革厂家，昼夜热负荷变化较大，尤其是夜间供热负荷较低，锅炉降至60-70%额定负荷运行。#1、2锅炉自投运以来，存在着风机运行效率偏低，单耗偏大，造成厂用电率偏高的问题。

因此，在保证安全生产的情况下，公司为了降低锅炉运行厂用电，提高全厂经济效益，决定对锅炉一、二次风机等辅机进行改造。鉴于二次风机和引风机已经采用变频器调节，本次只对一次风机进行改造。

2  一次风机运行状况

2.1  该公司一次风机为鞍山华冠风机制造有限公司提供的型号为AGX130-1B№20F的离心式风机。

原来设计的一次风机设备技术参数见表1。

表1 一次风机技术参数简表

2.2  正常运行工况下，白天与晚上热负荷变化较大，一次风机入口调节门开度变化范围40~52.4%，当开度达52.4%时锅炉已达到满负荷，运行参数详见表2。 

早上7：00-19：00：一次风机入口挡板开度52.4%，一次风量4.77万Nm³/h、风压11.8kPa，风机效率36.14%；

夜间19：00-7：00：一次风机入口挡板开度40.2%，一次风量4.14万Nm³/h、风压8.94kPa，风机效率23.78%；

2.3  这充分说明实际运行中，一次风管实际总阻力远远小于给定的风压 20080Pa（即给定风压太大了），由于按 20084Pa 选定的风机所能产生的风压比实际管网总阻力大的很多，为此只能把调节门开的很小（实际开度不到一半），锅炉就能达到满负荷运行要求，而调节门开度不到一半的严重后果是风机运行效率大大的降低，和调节门接近全开时对比，风机效率至少降低 20%以上（由于调节门开度很小，调节门的阻力很大，调节门阻力大约增大 3000Pa 左右，从而为克服此阻力消耗很大一部分电能）。

表2 一次风机运行情况统计表

3.1 方案一：风机叶轮叶片切割改造

把原有风机叶轮叶片分批次割掉 100mm，使原有20F 风机切完后变为18.4F，按照叶轮切割理论，对叶轮进行切割，此方案改造费用约0.5万，难度较小，施工周期短。

3.2 方案二：叶轮及电机不变，增加一套电磁耦合器或变频器

一次风机叶轮及电机不变，增加一套永磁调速器或变频器，一次风机入口风门调节变为变频调节。

经分析此方案改造费用高、难度大，大约需要费用35万元；由于邦普等用热需求大项目的进驻工业园区，供热负荷有存在大幅增长可能性，公司面临扩容改造或运行方式调整的不确定性。在此形式下不适宜对一次风机进行调速改造。

3.3 方案对比分析

根据目前实际运行情况和一次风机性能曲线，按照风机叶轮直径与风压的二次方成正比，与风量成正比的理论对一次风机进行校核计算：

切割量占比：（2.04-1.84）/2.04=0.098=9.8%，按相似理论进行计算，风机最大叶轮切割量为150mm（理论允许切割量为7%～15%），考虑到一次风机是锅炉重要辅机，直接影响锅炉的正常运行，因此，取叶轮切割量为10%，即切割量为100-110 mm。

经计算叶轮切割后最大风量：q’= q* D’/D=7.79*1.84/2.04=6.91万Nm³/h：

叶轮切割后最大风压：H’=H*(D’/D)²=20.08*(1.84/2.04)²=16.34kPa

因此，可以确认叶轮切割后可以满足现有运行的要求，可以达到一定的节能效果，切割后一次风机运行运行曲线如图1，故选择方案一。

图1 一次风机叶轮切割前、后性能曲线

4  方案实施

根据公司现在实际情况和今后发展方面考虑，并通过专业技术人员和风机厂家的多次测算和探讨，最后决定采取切割叶轮方案对我厂一次风机进行节能改造，同时在保证安全的情况下，采取分几次对一次风机叶轮进行切割。

根据公司现在实际情况和今后发展方面考虑，并通过专业技术人员和风机厂家的多次测算和探讨，最后决定采取切割叶轮方案对我厂一次风机进行节能改造，同时在保证安全的情况下，采取分几次对一次风机叶轮进行切割。

在2018年9月25日至9月27 日期间，公司#1炉一次风机首次进行叶轮叶片切除50mm的改造，经过动、静态平衡试验后于9月29日正式投入运行。2018年12月6日再次切割55mm。通过技改前后对比，发现：技改前产生吨汽耗一、二次风机电量为5.10kWh；而技改后一、二次风机的吨汽电耗为4.13kWh，吨汽电耗下降0.97kWh。按照2018年#1锅炉总产汽量为844719吨计算，一年可节约电量约82万kWh（具体参数见表3）；

在2018年10月份对#2炉一次风机叶轮进行切割100mm的改造，投运后对比发现：技改前产生吨汽耗一、二次风机电量为5.09kWh；而技改后一、二次风机的吨汽电耗为4.07kWh，吨汽电耗下降1.02kWh。按照2018年#2锅炉总产汽量为860896吨计算，一年可节约电量约87.6万kWh（具体参数见表4）。

表3 #1炉一次风机技改前后对比表

表4 #2炉一次风机技改前后对比表

5  结束语 

5.1  本次1#及2#炉一次风机的改造，操作简单，费用省，只需要本单位技术人员出方案，检修人员现场切割即可完成。风机改造后运行表明，叶轮切割后可满足运行要求，每台风机年节约85万千瓦时的电量，经济效益明显。

5.2  由于夜间的供热负荷变化大，夜间一次风机的运行效率仍然偏低；同时叶轮直径切割后，锅炉最大负荷运行时一次风机余量仅10%，异常情况迅速提风降床温能力偏弱。因此，为了进一步节能降耗，建议该公司对一次风机进行调速改造。

参考文献：

[1] 毛正孝 编著   《泵与风机》    中国电力出版社

[2] 鞍山华冠风机厂  龙安热电一次风机使用说明书

[3] HX150/13.7-Ⅱ1 设计说明书