摘  要 ：龍安熱電1#及2#鍋爐一次風機流量采用入口風門調節 ，所配備的電機功率偏大,風機效率低 ，存在“大馬拉小車”現象 。本文結合風機實際運行工況 ，有針對性地提出風機的葉輪技改方案 ，已取得了一定節能效果 ，供今後同類型電廠運行調整參考借鑒 。

關鍵詞 ：一次風機；葉輪切割 ；節能改造

1  概況

福建省福能龍安熱電有限公司（以下簡稱“公司”）一期工程1×17MW背壓式汽輪發電機組+1×19.1MW新型背壓式汽輪發電機組 ，同時設有煙氣脫硝係統 、除塵係統及脫硫係統 。鍋爐為華西鍋爐廠設計的製造的HX150/13.7-Ⅱ1型 、高溫超高壓 、自然循環 、固態排渣 、單汽包 、無中間再熱循環流化床（CFB）鍋爐 。其中#1 、2鍋爐配備鞍山華冠風機廠生產的一次風機 、二次風機 、引風機各一台 ；其中引風機和二次風機調節方式采用變頻器調節 ，一次風機采用入口擋板調節 。

公司一期工程是熱電聯產項目 ，大部分熱用戶是合成革廠家 ，晝夜熱負荷變化較大 ，尤其是夜間供熱負荷較低 ，鍋爐降至60-70%額定負荷運行 。#1 、2鍋爐自投運以來 ，存在著風機運行效率偏低 ，單耗偏大 ，造成廠用電率偏高的問題 。

因此 ，在保證安全生產的情況下 ，公司為了降低鍋爐運行廠用電 ，提高全廠經濟效益 ，決定對鍋爐一 、二次風機等輔機進行改造 。鑒於二次風機和引風機已經采用變頻器調節 ，本次隻對一次風機進行改造 。

2  一次風機運行狀況

2.1  該公司一次風機為鞍山華冠風機製造有限公司提供的型號為AGX130-1B№20F的離心式風機 。

原來設計的一次風機設備技術參數見表1 。

表1 一次風機技術參數簡表

2.2  正常運行工況下 ，白天與晚上熱負荷變化較大 ，一次風機入口調節門開度變化範圍40~52.4% ，當開度達52.4%時鍋爐已達到滿負荷 ，運行參數詳見表2 。 

早上7 ：00-19 ：00 ：一次風機入口擋板開度52.4% ，一次風量4.77萬Nm³/h 、風壓11.8kPa ，風機效率36.14% ；

夜間19 ：00-7 ：00 ：一次風機入口擋板開度40.2% ，一次風量4.14萬Nm³/h 、風壓8.94kPa ，風機效率23.78% ；

2.3  這充分說明實際運行中 ，一次風管實際總阻力遠遠小於給定的風壓 20080Pa（即給定風壓太大了） ，由於按 20084Pa 選定的風機所能產生的風壓比實際管網總阻力大的很多 ，為此隻能把調節門開的很小（實際開度不到一半） ，鍋爐就能達到滿負荷運行要求 ，而調節門開度不到一半的嚴重後果是風機運行效率大大的降低 ，和調節門接近全開時對比 ，風機效率至少降低 20%以上（由於調節門開度很小 ，調節門的阻力很大 ，調節門阻力大約增大 3000Pa 左右 ，從而為克服此阻力消耗很大一部分電能）。

表2 一次風機運行情況統計表

3.1 方案一 ：風機葉輪葉片切割改造

把原有風機葉輪葉片分批次割掉 100mm ，使原有20F 風機切完後變為18.4F ，按照葉輪切割理論 ，對葉輪進行切割 ，此方案改造費用約0.5萬 ，難度較小，施工周期短 。

3.2 方案二 ：葉輪及電機不變 ，增加一套電磁耦合器或變頻器

一次風機葉輪及電機不變 ，增加一套永磁調速器或變頻器 ，一次風機入口風門調節變為變頻調節 。

經分析此方案改造費用高 、難度大 ，大約需要費用35萬元 ；由於邦普等用熱需求大項目的進駐工業園區 ，供熱負荷有存在大幅增長可能性 ，公司麵臨擴容改造或運行方式調整的不確定性 。在此形式下不適宜對一次風機進行調速改造 。

3.3 方案對比分析

根據目前實際運行情況和一次風機性能曲線 ，按照風機葉輪直徑與風壓的二次方成正比 ，與風量成正比的理論對一次風機進行校核計算 ：

切割量占比 ：（2.04-1.84）/2.04=0.098=9.8% ，按相似理論進行計算，風機最大葉輪切割量為150mm（理論允許切割量為7%～15%） ，考慮到一次風機是鍋爐重要輔機 ，直接影響鍋爐的正常運行 ，因此 ，取葉輪切割量為10% ，即切割量為100-110 mm 。

經計算葉輪切割後最大風量 ：q’= q* D’/D=7.79*1.84/2.04=6.91萬Nm³/h ：

葉輪切割後最大風壓 ：H’=H*(D’/D)²=20.08*(1.84/2.04)²=16.34kPa

因此 ，可以確認葉輪切割後可以滿足現有運行的要求 ，可以達到一定的節能效果 ，切割後一次風機運行運行曲線如圖1 ，故選擇方案一 。

圖1 一次風機葉輪切割前 、後性能曲線

4  方案實施

根據公司現在實際情況和今後發展方麵考慮 ，並通過專業技術人員和風機廠家的多次測算和探討 ，最後決定采取切割葉輪方案對我廠一次風機進行節能改造 ，同時在保證安全的情況下 ，采取分幾次對一次風機葉輪進行切割 。

根據公司現在實際情況和今後發展方麵考慮 ，並通過專業技術人員和風機廠家的多次測算和探討 ，最後決定采取切割葉輪方案對我廠一次風機進行節能改造 ，同時在保證安全的情況下 ，采取分幾次對一次風機葉輪進行切割。

在2018年9月25日至9月27 日期間 ，公司#1爐一次風機首次進行葉輪葉片切除50mm的改造 ，經過動 、靜態平衡試驗後於9月29日正式投入運行 。2018年12月6日再次切割55mm 。通過技改前後對比 ，發現 ：技改前產生噸汽耗一 、二次風機電量為5.10kWh ；而技改後一 、二次風機的噸汽電耗為4.13kWh ，噸汽電耗下降0.97kWh 。按照2018年#1鍋爐總產汽量為844719噸計算 ，一年可節約電量約82萬kWh（具體參數見表3） ；

在2018年10月份對#2爐一次風機葉輪進行切割100mm的改造 ，投運後對比發現 ：技改前產生噸汽耗一 、二次風機電量為5.09kWh ；而技改後一 、二次風機的噸汽電耗為4.07kWh ，噸汽電耗下降1.02kWh 。按照2018年#2鍋爐總產汽量為860896噸計算 ，一年可節約電量約87.6萬kWh（具體參數見表4） 。

表3 #1爐一次風機技改前後對比表

表4 #2爐一次風機技改前後對比表

5  結束語 

5.1  本次1#及2#爐一次風機的改造 ，操作簡單 ，費用省 ，隻需要本單位技術人員出方案，檢修人員現場切割即可完成 。風機改造後運行表明 ，葉輪切割後可滿足運行要求 ，每台風機年節約85萬千瓦時的電量 ，經濟效益明顯 。

5.2  由於夜間的供熱負荷變化大 ，夜間一次風機的運行效率仍然偏低 ；同時葉輪直徑切割後 ，鍋爐最大負荷運行時一次風機餘量僅10% ，異常情況迅速提風降床溫能力偏弱 。因此 ，為了進一步節能降耗 ，建議該公司對一次風機進行調速改造 。

參考文獻 ：

[1] 毛正孝 編著   《泵與風機》    中國電力出版社

[2] 鞍山華冠風機廠  龍安熱電一次風機使用說明書

[3] HX150/13.7-Ⅱ1 設計說明書