电厂泵与风机的节能

火电厂泵与风机节能技术

———————《泵与风机节能技术》专题论文

一、引言

泵与风机是当今普遍而又通用的耗电量较大的设备，被广泛地应用于国民经济、工业生产。但当今社会，能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。而火电厂是最主要的能源消耗大户，在我国的二次能源结构中占极大比重。在火力发电厂中，泵与风机是最主要的耗电设备，考虑到设备长期连续运行，运行效率降低，白白地浪费能源。因此，在电厂泵与风机进行节能技术，有着深远意义。

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二、大力开展电厂泵与风机的节能降耗工作

火电厂是用来发电的，但同时它又是一个耗电大户，这个耗电大户即是泵与风机，其耗电量约占总发电量的7％一8％。对于将来从事电厂工作的热动、集控专业学生来说，掌握泵与风机的节能技术，是完善电厂专业知识结构，开展节能降耗工作的必要前提。热能动力工程专业，其专业基础课主要有：热力学、传热学和流体力学；专业课有：锅炉原理、汽轮机原理和热力发电厂(电厂主机)及泵与风机(电厂主要辅机)。长期以来，我们把重点放在主机上，而忽略辅机，这带来的弊端已经在实践中充分暴露出来。这主要是因为在电厂。主机和辅机的工作是相辅相成的，辅机的运行效率直接影响到火电厂的运行经济性，而实际上辅机存在的问题更多一些，这主要表现在以下几个方面：

1．对于一些中小型机组的泵与风机．存在着效率低、设计参数与主机的需要不匹配，调节效率低等问题，这说明有很大的节电潜力可挖；

2．对于设备较先进的大型机组的泵与风机，尽管已有了较高的运行经济性．但随着电力事业的迅速发展，机组容量的不断增大，电网词峰任务的加大，以及新型高效调速方式的出现和不断完善，同样，它们仍有节电潜力可挖；例如，过去传统观念认为，300Mw以上的大型火电机组锅炉给水泵采用汽动驱动方式优于电动变速方式。且有较高的运行经济性，但是，随着电力电子技术的发展，各种容量和型号的变频电源、整流装置研制成功以及大容量晶闸管价格的降低，使许多大型火电机组锅炉给水泵采用交流变速驱动成为可能，象液力耦合器、油膜转差离合器和无换向器电机调速系统等交流变速驱动方式，实践证明．由于电动变速方式可以简化热力系统，投资少，可靠性高，易维护等，从而使机组的运行经济性提高，其中，无换向器电机凋速系统是最有发展前途的一种驱动方案，目前，国外已有使用，但国内仍是空白；

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3．在实际运行中，电厂中的许多事故都是由于辅机运行不当造成的，所以电厂中辅机这部分知识必须逐渐完善，以满足实际需要，为节能降耗工作的进行提供必要条件。

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三、电厂泵与风机运行方式及其经济性分析

对于电厂大容量单元制机组，有些火电厂每台机组配置三台50%容量的锅炉给水泵。一般在高负荷时两台运行，一台备用。当机组负荷变化时，通过改变给水泵的运行方式以适应变负荷的要求。所以对于变负荷，我们要对其运行方式下泵于风机的串并联、工况点、经济性进行分析。

火力发电厂中运行的泵与风机种类繁多，数量多，总装机容量大，耗电量大，约占全国火电发电量的6%。发电厂辅机的经济运行，尤其是大功率的泵与风机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低，而厂用电率的高低是影响供电煤耗和发电成本的主要因素之一。

目前我国大多采用木模整体铸造。由于中、高比转速离心式泵与风机叶片扭曲，造型起模困难，造型误差较大。目前我国使用的许多大型泵与风机，其性能实测值与样本给定值误差较大，这也是主要原因之一。

我国许多大中型泵与风机套用定型产品，由于型谱是分档而设，间隔较大，一般只能套用相近型产品，造成泵与风机的实际运行情况偏离最优运行区，运行效率低，能耗高。设计选型时加保险系数，裕量过大，也会造成运行工况偏离最优区。

四、电厂泵与风机装置系统的选型和改造

泵与风机是否节电取决于很多因素，除自身的效率外，还与管网设计是否合理、阻力大小及与管网是否匹配良好等因素有关。所谓匹配指的是泵与风机设计的流量和扬程(风压)应与管网所需流量和扬程(风压)相符，也就是说泵(风机)所产生的扬程(全风压)应能克服管网阻力的前提下满足管网流量的需要。而实现泵与风机和管网合理地匹配是节能降耗最有

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效的途径。

为了减轻或防止因泵与风机的额定参数大于实际运行参数而造成运行效率和可靠性降低，可以根据不同情况分别采用切割叶片及更换高效叶轮两种方法对泵与风机进行技术改造。

泵与风机调速节能。在机组变负荷运行方式下，如果主要辅机采用高效可调速驱动系统取代常规的定速驱动系统，无疑可节约大量的节流损失，节电效果显著，潜力巨大。除此之外，由于可调速驱动系统都具有软起动功能，可使电厂辅机实现软起动，避免了由于电动机直接起动引起的电网冲击损失和机械冲击，从而可以防止与此有关的一系列事故的发生。

电站锅炉风机的风量与风压的富裕度以及机组的调峰运行导致风机的运行工况点与设计高效点相偏离，从而使风机的运行效率大幅度下降。对于采用风门挡板调节风量的风机，这是一个固有的不可避免的问题。可见，锅炉送、引风机的用电量中，很大一部分是因风机的型号与管网系统的参数不匹配及调节方式不当而被调节门消耗掉的。因此，改进离心风机的调节方式是提高风机效率，降低风机耗电量的最有效途径。工艺条件的改善也能够产生巨大的经济效益。

泵与风机一样，除由于设计中层层加码，留有过大的富裕量，造成大马拉小车的现象之外，还由于为满足生产工艺上的要求，采用节流调节，造成更大的能源浪费现象。为了降低水泵的能耗，除了提高水泵本身的效率，降低管路系统阻力，合理配套并实现经济调度外，采用调速驱动是一种更加有效的途径。因为大多数水泵都需要根据主机负荷的变化调节流量，对调峰机组的水泵尤其如此。所以为这类调峰机组配套的各种水泵最好采用调速驱动，以获得最佳节能效果。

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对锅炉给水泵来说，节流损失的大小还与负荷和汽轮机的运行方式有关。在同一种运行方式下负荷越小节流损失越大；在负荷相同时采用滑压运行方式的节流损失比采用定压运行方式还大。因此，对调峰和滑压运行机组，采用调速给水泵的节电效果尤为显著。

以上对泵与风机节能改造的不同方法进行分析，其实远不止上述的几种方法，就调速节能而言，就可以通过很多种途径去实现，采用不同的调速装置，有不同的效果。在实际应用中应视具体情况具体分析，通过技术经济分析选用最优的改造方法，这样才能收到节能降耗的效果。

尾声

从节约能源角度，电厂泵与风机的节能将是我国各电厂所实行最经济性的方法。从泵与风机效率上，我们不难发现其节电潜力可挖。从泵与风机的改进方向看，电力事业的机组大容量发展、新型高效率技术进步对节电的作用，其节电潜力可挖。

【参考文献】

[1] 吴民强．泵与风机节能技术.北京，华北电力出版社.1994

[2] 梁国富．电厂泵与风机的节能研究．，广西南宁，大众科技,N02，2006．

[3] 车长源．锅炉风机节能技术．北京，中国电力出版社，1999．

[4] 马素霞. 节约能源 清洁生产. 山西太原, 太原理工大学学报(社会科学版), 2001年6月第19卷第2期

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