1、前言
    在火電廠和熱電廠中，除了泵類外，各種風(fēng)機(jī)是消耗廠內(nèi)用電的主要設(shè)備，以某熱電廠額定蒸發(fā)量75 dh CFB(循環(huán)流化床)鍋爐為例，配置的恒速運(yùn)行的所有風(fēng)機(jī)原動機(jī)額定功率之和達(dá)1244kW，占發(fā)電機(jī)額定單機(jī)容量的20.7%。這些風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)容量一般較大，許多電廠目前還依靠原始、落后的節(jié)流調(diào)節(jié)，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。如何降低這部分設(shè)備耗電量、降低廠用電率，是各廠節(jié)能工作的焦點(diǎn)之一。
    某公司通過對各種技術(shù)改造方案（變頻調(diào)速、液力偶合器、雙速電機(jī)調(diào)節(jié)、改變運(yùn)行方式等）進(jìn)行比較分析，最終決定對2臺75 t/h CFB鍋爐(3#、4#爐)增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化改造，把90 kW增壓風(fēng)機(jī)由長期恒速運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)槁?lián)鎖熱備用自投狀態(tài)，大大降低了廠用電耗，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。
2、改造前情況
     75 t/h CFB鍋爐給煤系統(tǒng)采用全封閉式氣力輸送系統(tǒng)，約占總風(fēng)量13.5%的熱一次風(fēng)通過增壓風(fēng)機(jī)后作為播煤風(fēng)進(jìn)入落煤管與燃料一起送入爐膛密相區(qū)，使燃料比較均勻地播撒入爐膛，防止燃料在給煤口處堆積造成床內(nèi)溫度不均，使?fàn)t內(nèi)溫度場更為均勻，提高了燃燒效率；同時(shí)，解決了正壓播煤的密封問題，又防止?fàn)t膛負(fù)壓突然變?yōu)檩^高的正壓，火焰噴出燒毀皮帶輸送機(jī)。該CFB鍋爐配置一臺AGX75 - IN09D型增壓風(fēng)機(jī)，額定風(fēng)量為11807 m/h，額定風(fēng)壓13445 Pa，配套90 kW的Y280M -2型電動機(jī)，其額定電流為166 A。增壓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)容量過大，一直低負(fù)荷運(yùn)行，依靠風(fēng)門擋板節(jié)流調(diào)節(jié)風(fēng)量，正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)口風(fēng)門擋板僅為20%~ 30%．有時(shí)甚至在15%以下，管道阻力大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低，造成較大的能量損失；同時(shí)，風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)(額定轉(zhuǎn)速2970r/min)，軸承容易損壞，檢修維護(hù)工作量較大。
    富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，這種生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年4月6日一2003年5月10日，4#爐累計(jì)運(yùn)行7883 h，累計(jì)產(chǎn)汽量為564620 t．負(fù)荷率為95.5%，增壓風(fēng)機(jī)共消耗電能549098 kWh，平均噸汽能耗為0.973 kWh/t，折算到額定負(fù)荷工況下平均每小時(shí)消耗功率72.98 kWh。同樣，爐增壓風(fēng)機(jī)噸汽能耗為0.896 kWh/t，平均每小時(shí)消耗67.2 kWh。若按鍋爐年平均運(yùn)行7000 h計(jì)算（實(shí)際運(yùn)行7300 h以上），這2臺增壓風(fēng)機(jī)每年需消耗廠用電為98.12×l04 kWh。
3、方案比較
    在3‘鍋爐投運(yùn)初期，增壓風(fēng)機(jī)曾停止運(yùn)行處于備用狀態(tài)，一次風(fēng)通過增壓風(fēng)機(jī)旁路門作為給煤動力。由于引風(fēng)機(jī)風(fēng)門擋板實(shí)際開度與DCS上指示不一致，以及停爐時(shí)操作不當(dāng)，爐膛負(fù)壓變?yōu)檎龎?大于+ 4000 Pa)，高溫?zé)煔庋芈涿汗艿肋M(jìn)入皮帶給煤機(jī)，先后燒毀了2條皮帶，被迫停爐檢修，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。為此，公司各級人員對增壓風(fēng)機(jī)的技術(shù)改造是慎之又慎，格外小心。
    經(jīng)過深入調(diào)研，技術(shù)人員對變頻器詞速、液力偶合器、雙速電機(jī)調(diào)節(jié)、優(yōu)化運(yùn)行方式等各種技術(shù)改造方案進(jìn)行分析比較，再三權(quán)衡其優(yōu)缺點(diǎn)。
    增壓風(fēng)機(jī)將熱一次風(fēng)加壓，提供給煤動力，并在爐膛負(fù)壓突然變?yōu)檩^高的正壓時(shí)保護(hù)皮帶給煤機(jī)不會被噴出的火焰燒毀。如果能達(dá)到這兩點(diǎn)要求，優(yōu)化增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式是完全可行的。
    增壓風(fēng)機(jī)只是將一次風(fēng)加壓，自動投運(yùn)只是略微改變通過播煤裝置進(jìn)入爐膛密相區(qū)的一次風(fēng)量，對進(jìn)入爐膛的總風(fēng)量基本沒有影響，所以增壓風(fēng)機(jī)的停運(yùn)與自動投運(yùn)不會引起爐膛壓力的較大變化，對CFB鍋爐床料流化狀態(tài)也不會產(chǎn)生不良影響。
    為確保在異常情況下增壓風(fēng)機(jī)能夠自動啟動投入運(yùn)行，我們在不改變增壓風(fēng)機(jī)原有控制方式的情況下，增設(shè)兩個(gè)相互獨(dú)立并互為備用聯(lián)動控制回路，原理圖見圖1：
    (1)電氣回路：增設(shè)一個(gè)壓力變送器和切換開關(guān)。當(dāng)聯(lián)鎖開關(guān)處于“投入”位置且爐膛壓力大于300 Pa時(shí)，壓力變送器常開觸點(diǎn)動作接通，時(shí)間繼電器線圈帶電，延時(shí)斷開型常開觸點(diǎn)閉合接通合閘線圈，啟動增壓風(fēng)機(jī)。
    (2)熱工回路：在DCS內(nèi)增加爐膛壓力大于300 Pa啟動增壓風(fēng)機(jī)控制程序與電路，實(shí)現(xiàn)與電氣回路相同的功能。
    為確保異常情況下增壓風(fēng)機(jī)無法自動投運(yùn)時(shí)不再出現(xiàn)燒毀皮帶事故，公司設(shè)置并投入爐膛壓力高于2385 Pa時(shí)DCS系統(tǒng)自動報(bào)警并提示“爐膛壓力高”，運(yùn)行中出現(xiàn)該報(bào)警并持續(xù)Ss時(shí)或爐膛壓力高于3630 Pa時(shí)，MFf保護(hù)動作切斷燃料、聯(lián)跳一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等，鍋爐按緊急停爐處理。
    同時(shí)，鍋爐正常運(yùn)行期間，爐膛負(fù)壓控制投入“自動”運(yùn)行，DCS系統(tǒng)根據(jù)爐膛負(fù)壓自動調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)擋板開度，以避免爐膛壓力出現(xiàn)大幅度變化。
    由于鍋爐點(diǎn)火啟動以及停爐過程中，風(fēng)機(jī)操作頻繁引起爐膛壓力變化較大，且一次風(fēng)壓力較低，為安全起見，公司規(guī)定增壓風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行。
4、改造效果
    1年多的運(yùn)行實(shí)踐證明，改造后增壓風(fēng)機(jī)作為聯(lián)鎖熱備用沒有運(yùn)行，其進(jìn)、出口調(diào)節(jié)擋板處于全開狀態(tài)（風(fēng)機(jī)旁路門全關(guān)）。受到管道阻力影響，播煤風(fēng)壓比一次風(fēng)壓略低1 kPa左右，但仍有8～9 kPa(增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，該風(fēng)壓為11～13 kPa)，完全可以滿足鍋爐運(yùn)行需要，鍋爐運(yùn)行熱效率不受影響。
    由于系統(tǒng)沖擊、受熱部件爆管以及操作原因，曾出現(xiàn)多次爐膛壓力大于+300 Pa的現(xiàn)象，增壓風(fēng)機(jī)均能自動啟動投入運(yùn)行，起到保護(hù)作用。但是，由于進(jìn)、出口調(diào)節(jié)擋板全開，增壓風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖重負(fù)荷啟動，啟動時(shí)間較長、電流大，對廠用變壓器沖擊較大。
    我們每周測量一次電動機(jī)絕緣強(qiáng)度，定期檢查控制回路、做聯(lián)鎖回路試驗(yàn)等，以確保在異常情況下增壓風(fēng)機(jī)能夠自動投運(yùn)。
   2臺增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)過技術(shù)改造后，僅在鍋爐點(diǎn)火啟動時(shí)及異常情況下投入運(yùn)行，消耗很少電功率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年5月。2004年6月，這2臺增壓風(fēng)機(jī)總共消耗電能5644 kWh，噸汽能耗分別為0.006188 kWWt、0.00288 kWh/t。若按年運(yùn)行7000 h計(jì)算．2臺增壓風(fēng)機(jī)每年僅需消耗生產(chǎn)用電4760 kWh。
    技術(shù)改造后，增壓風(fēng)機(jī)作為聯(lián)鎖熱備用，節(jié)電效果顯著，每年節(jié)約廠用電量達(dá)97×10⁴ kWh，增加公司利潤377075元人民幣，增繳國家利稅64103元（電價(jià)按0.477元/kWh計(jì)算，其中增值稅為17%）。同時(shí)大大減少了檢修維護(hù)工作量，降低了檢修人員的工作強(qiáng)度。技術(shù)改造達(dá)到了預(yù)期的目的，取得了圓滿成功。
    富通新生廠生產(chǎn)銷售的顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料飼料，生物質(zhì)顆粒燃料主要供生物質(zhì)鍋爐燃燒使用。