循環流化床鍋爐引風機液偶調速改造分析

姚明偉

（國能集團寧夏煤業有限責任公司烯烴一分公司，寧夏 銀川 750000）

隨著社會經濟發展，工業逐漸進入智能化和現代化的生產模式，然而，許多工業廠區仍然使用傳統的生產設備和管理方式，逐漸跟不上時代發展的腳步，尤其是對于循環流化床鍋爐結構中，引風機液偶轉速調整的問題上，存在著許多漏洞和不足。

1 循環流化床鍋爐概況

1．1 循環流化床鍋爐

循環流化床鍋爐在工業建造過程中，采用的是工業化程度最高的燃煤凈化技術，其中主要系統結構包含燃燒區域、循環系統兩個部分組成。由于循環流化床鍋爐是在傳統基礎結構上進行完善和發展，因此，循環流化床鍋爐的基礎設計理念和運行方式與傳統模式基本相同，但是，兩者又存在許多不同之處。在日常工作中，循環流化床鍋爐的運行模式最大特點是運行效率高。并且循環流化床技術在運行過程中不僅強化了原料燃燒和整體脫硫的反應過程，還促使了循環流化床鍋爐容量擴大到工業電力可以接受的限度。循環流化床鍋爐在工業建設中有效地解決了熱學、力量學、材料學等基礎運行問題，同時有效地緩解了工業建設中有可能出現的膨脹、磨損以及溫度過高等工程建設問題，成為改善難以燃燒固體燃料能源的先進科學技術，比如，城市垃圾、河中淤泥、油頁巖石等。

1．2 引風機

引風機是通過葉輪的轉動從而產生相應負向壓力，最終從設備中抽取空氣的一種工業設備。其設備主要應用在鍋爐尾部，抽取鍋爐內部的熱量和煙氣。在日常工作中，常見的引風機分為兩種，分別是負向使用的引風機和正向使用的鼓風機。引風機的使用范圍十分廣泛，主要應用在工業生產、礦井、隧道、車輛、鍋爐以及工業化爐窖的通風和引風，其中主要工作原理與壓縮機基本相同，但是，由于引風機設備自身的氣體流速較低，其氣體壓力的變化曲線并不明顯，因此，在日常工作中不需要考慮自身氣體比容的變化，只需要把氣體進行不可壓縮流體的處理即可。

2 循環流化床鍋爐現狀

目前，許多煤礦能源企業在建設能源工廠時，對于運行鍋爐的選擇主要以循環流化床鍋爐為主，其中國能集團寧夏煤業有限責任公司烯烴一分公司二套裝置在建設時，裝置鍋爐是由東方鍋爐廠生產，型號為DG-280/9.81-II1，滿足車間生產的基本需求。

鍋爐整體為單爐膛，可以實現設備的通風狀態達到平衡，并且鍋爐內部的雙U閥門原料返回設備有效的實現，循環流化床鍋爐處于固體狀態，連續性排放殘渣模式。但是，隨著工業建設的發展，其自身技術被研發人員不斷完善，逐漸出現引風機無法調整運行速度的嚴重問題，在實際設備運行中，每當設備內部液偶系統整體轉速達到300～700r/min時，液偶的回油溫度會不斷上升，并且速度迅速加快，為了保證設備的安全運轉，只能把液偶轉速保持在900r/min，才能有效的保證回油溫度速度處于穩定狀態。并且鍋爐在運行時，引風機不能充分的利用液偶轉速的特性進行操作，以此滿足爐膛結構中，出口負壓的要求。此外，在項目設計時，鍋爐電機功率和風機風量設計選型均偏大較多，導致設備運轉時不能有效的與液偶進行匹配，造成液偶產生的熱量無法進行有效散發，最終使設備大面積發熱，并且隨著設備溫度的提升，內部油溫隨之升高，一旦發生事故或者突發情況，不能及時進行設備控制，為了保證工廠、人員運轉安全，在設備開始發熱時，工作人員只能把液偶管道以及設備全部開啟，通過風機入風口擋板進行調節，從而很大程度上提升了工廠電力能源的消耗，增加運行成本。

3 循環流化床鍋爐調速改造方案

由于工廠內部結構比較復雜，對于流化床鍋爐系統中，引風機液偶調速的改造就顯得尤其重要。目前，許多工業液偶系統的整體流程為：液偶軸頭泵開始供油—冷油設備入口—冷油設備出口—液偶設備，其中所產生的勺管回油直接會進入液偶油箱，保證整體設備的安全運轉。

3．1 電氣控制

目前，工業化鍋爐在引風設備的選擇上會偏向變頻能力高壓對高壓的運行方式，并且比較青睞國外進口品牌，以實現設備運行質量的保證。針對設備運行時的實際需求和建設環境，如果想更好地將引風機液偶調速能力進行全面提升，設計人員應該把每臺引風機設備安放一套高壓變頻系統，依靠變頻系統中的頻率輸出，調整引風機液偶轉速，以此實現引風機自身風力的調節，從根本上提升系統的安全性能。此外，為了提升系統運行結構的穩定性，設計人員應該重視變頻設備自動化性能，比如，加裝變頻設備自動工頻旁路裝置，如果一旦變頻器發生異常操作，進而停止運行時，設備基礎電機可以自動切換為工頻運行狀態，以保證整體結構可以不受影響。

比如，設備運轉時，6千伏電源經過電壓變頻裝置進入電路開關，并進行專項為高壓變頻裝置，其中變頻裝置電能輸出會途徑電路出線開關，至設備電動機區域，另外6千伏電源還可以直接經過旁路開關，從而直接啟動設備電機區域。其中進出線開關和旁路開關的主要作用是：如果變頻裝置出現故障，進而發出故障信號，經過設備內部邏輯運算進行判斷后，跳開變頻設備內部的線路斷路設備，以此將故障的變頻裝置進行隔離，當確認變頻裝置輸出開關斷開后，設備將自動鏈接旁路開關進行電力供應，最終啟動電機設備，保證整體結構的安全運行。由于進出線開關和旁路開關的位置主要分布在旁路狀態切換柜中，因此開關之間具備一定程度的電氣鎖裝置和五防裝置，以保障維修時的人員安全。

3．2 液偶系統流程改造

對于鍋爐設備中，液偶系統流程來說，合理的運行流程是保證其高效運行的基礎條件，如果想實現引風機液偶轉速調節，就需要對其運行流程進行合理的調整。

第一，在系統運轉過程中需要工作人員在冷油環節中，增加一臺冷油設備，并且將設備中的液偶勺管回油口連接到新增加冷油器的入口，而冷油器另一端的出口需要返回到液偶油箱。

第二，重新制定水資源系統的循環模式，從原有循環系統的一次閥門與二次閥門之間增加引管路，依靠二次閥門進行日常調節和控制，保證新舊冷油設備的進水總量，圖1為液偶系統改造圖。

第三，對于液偶系統流程的改造，除了需要針對設備流程進行合理完善，對于引風機設備占地方式也需要重點關注，由于引風機主體和風機側面轉軸直徑并不相同，為了保證設備位置可以準確安放，設計人員需要根據廠區地面環境和設備運行狀態進行合理的改良。

圖1 液偶系統改造圖

此外，為了平衡設備周邊各個方面的傳遞力，設備在安放時應該使用膜片聯軸器進行連接，其中設備底座電機區域也同樣需要重新測量、打孔，并且采用地腳螺栓的方式進行設備固定。

3．3 改造效果分析

根據以上改造方法針對廠區內循環流化床鍋爐引風機液偶轉速進行調整，所獲的的數據進行對比分析，如表1，引風機改造數據表。

表1 引風機改造數據表

從以上表格數據可以得知，如果廠區運用合理的改造方法，一定程度上可以實現液偶運行時轉速的調節。并且設備經過調整后，電能的使用效率得到了提高，其中根據表格數據進行計算，每小時電能功率節省了2250-1470=780（kW·h），如果廠區每年設備的平均運行時間為8000小時，每年設備可節約電能總量約為：780kW×8000h=624萬（kW·h），那么按照城市平均電能費用進行計算，每年可節省電力能源費用約為：624×0.391=243.36萬元/年。

4 結語

由此可見，隨著社會經濟、科技的快速發展，對于工業生產中，創新意識和科學技能成為衡量當代綜合能力的重要因素。然而，在廠區工業生產中，對于循環流化床鍋爐引風機液偶轉速的要求逐漸提升，加上傳統模式下液偶熱量無法正常散出，導致設備急速發熱，內部油溫高，如果出現突發情況工作人員無法進行控制，因此，改良整體運行結構，提升轉速工作效率成為當下研究的重點。