火力发电厂泵与风机的节能分析
摘要：本文对我国火力发电厂目前泵与风机的使用情况（耗能）进行了分析，提出了泵与风机节能技术改造的方法。
关键词：火力发电厂；泵与风机；节能；技术改造
一、前言
能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。在高速增长的经济环境下中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。而且受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多，只及发达国家的50％左右，90％以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。由此可见，对能源的有效利用在我国已经非常迫切。
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约占74％。而在火力发电厂中，泵与风机是最主要的耗电设备，加上这些设备存在着“大马拉小车”的现象，同时由于这些设备长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态，运行工况点偏离高效点，运行效率降低，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。因此，对电厂泵与风机进行节能研究有着突出重要的意义。
二、我国发电厂泵与风机运行状况及节能潜力分析
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。
目前我国火电厂的水泵和风机基本上都是采用定速驱动。这种定速驱动的泵，由于采用出口阀，风机则采用入口风门调节流量，都存在严重的节流损耗。尤其在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，使运行效率降低。目
前我国约2/3的泵、风机类机械在运行中需要调节流量，用阀门式挡板调节，能
源损失和浪费很大，已经到了非改不可的地步。
造成这种现象的原因是多方面的，主要是科研开发投入不足，科研与生产缺乏有机的结合；生产工艺落后，型线误差大，过流表面粗糙。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。
三、火电厂泵与风机节能改造的方法
针对我国泵与风机使用及运行实际情况，下面从提高泵与风机本身效率及与管网匹配程度两方面对泵与风机节能进行研究。
1、减小泵与风机内部损失，提高泵与风机效率。泵与风机在把原动机的机械能转换成流体的机械能的过程中，要产生各种能量损失，这些损失按其性质可分为机械损失、容积损失和流动损失三部分。由于泵与风机内部流体运动的复杂性，上述各种损失至今仍不能用理论方法计算出精确的结果，主要依靠试验方法测定，再由此总结出半经验半理论的计算公式。要提高泵与风机本身的效率，就要减少上述各种损失。
（１）泵与风机的机械效率主要取决于泵与风机叶轮的几何形状，亦即决定于比转速值，所以应注意以下几点：
1）在选择或设计扬程（全压）高的泵（风机）时，应该选择设计转速较高而叶轮直径较小的这类泵（风机），避免选用或设计转速低而叶轮直径大的这类泵（风机）。
２）在选择或设计高扬程（全压）的低比转速泵（风机）时采用多级的泵（风机），或适当增大叶轮叶片的出口安装角，尽量避免采用大的叶轮直径来达到高扬程（全压）的目的。
３）降低叶轮盖板外表面和泵壳内表面的粗糙度，从而使泵与风机的效率提高。
减小泵与风机的容积损失、提高容积效率主要从两方面着手：一是减小动、静间隙形成的泄漏流动的过流截面；二是设法增加泄漏流道的流动阻力。
（２）为减少泵与风机内部的流动损失，提高流动效率，在设计或改造泵与风机时，应注意以下几点：
１）合理确定过流部件各部位的流速值
２）在流道内要尽量避免或减少出现脱流
３）要合理选择各过流部件的进、出口角度，以减少流体的冲击损失。
４）过流通道变化要尽可能地平缓；在流道内要避免有尖角、突然转弯和扩大。
５）流道表面应尽量做到光滑和光洁，避免有粘砂、飞边、毛刺等铸造缺陷。
２、正确选定泵与风机的设计参数；对选型不当的泵与风机进行技术改造。
一台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。离心式泵与风机的流量通常是用调节门（风门或阀门）来调节的，调节门关得越小，节流损失越大，泵与风机使用效率越低。风机的高效率固然重要，但是如何提高泵与风机的运行效率更重要。而实现泵与风机和管网合理地匹配是节能降耗最有效的途径。
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。我国现在使用的泵与风机有许多模型效率指标均不高，对这部分泵与风机，可以用高效泵与风机替换它，也可以设计模型效率高的叶轮更换原叶轮，达到节能的目的。
３、电机换级和泵与风机降速。若泵与风机扬程或全压富裕量达50％～60％，则可将转速降低一档，以利节电。
４、泵与风机调速节能。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。一般情况下，采用风门调节的风机，在两者偏离10％时，效率下降8％左右；偏离20％时，效率下降20％左右；而偏离30％时，效率则下降30％以上。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。辅机采用调速驱动后，机组的可控性提高了，响应速度加快，控制精度也提高了。从而使整个机组的控制性能大大改善，不但改善了机组的运行状况，还可以大大节约燃料，进一步节约能源。同时，采用变
速调节以后，可以有效地减轻叶轮和轴承的磨损，延长设备使用寿命，降低噪声，大大改善起动性能。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，为满足生产工艺上的要求，采用节流调节，造成了很大的能源浪费现象。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。
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，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。
四、结语
现代科技迅猛发展，国际间技术交流日益频繁，技术及产品更新换代比较快，制造厂及科研单位应加强国际间的交流合作，在充分利用、吸收、消化国外先进技术的同时，加大本国科研力量的投入，开发国产化的高质量的节能型泵与风机类产品。
参考文献
1、《泵与风机》，中国电力出版社
2、《泵与风机节能技术》，中国电力出版社
风机水泵节能分析 LH-300型节电装置，是我公司研制生产的具有国内领先水平的最新一代中低压电动设备专用节电产品，它是目前独具特色的高智能化节电装置，可广泛用于水泵、风机、电机、制冷机、空压机、注塑机、中央空调系统等电动设备。该产品是集国际先进的可编程技术、变频技术、智能化控制技术为一体，采用专门设计的节电控制软件和节能波形，自动调节电动设备的供电参数并进行优化控制，使系统始终保持在最佳经济运行状态，最大限度的节约电能，从而达到减少电费开支的目的。 1、节电原理：当电动设备处于空载、半载、轻载、满载、超载时，通过主板控制系统，根据负载的工作状态，变频调速动态调整供给电动设备的电压、电流、有功量、无功量、频率、功率、功率因数等达到转距与负载精确匹配，使电动设备保持在最佳、最经济的运行状态。 2、设备保护 1）、节电装置本身具有软启动功能，能使电机在设置好的V/F曲线上平滑调速和起制动，保持V/F比值基本不变，这样在相当小的电流下也能达到高启动转距，保持设备正常启动，启动电流的降低，可以消除高启动电流对设备的冲击，使齿轮和传动带平稳运转，延长其使用寿命。 2）、节电装置具有完善的故障诊断系统和保护功能，其内部设有电子过热过载继电器能根据节电装置输出电流/频率时间的模拟来监视电动机的缺相、过压、过流、过载及过热，及时停止节电装置输出，保护电动机免遭过热烧毁。 3）、节电装置对电源方面的过压、欠压、缺相等进行检测并显示，可帮助维修人员及时找到故障点。 4）、可通过对载波频率的设置，有效的减少电机噪声，减少电机漏电流。 3、节电装置带有市电（正常用电，非节电状态）和节电的转换装置，当节电状态出现故障时，将开关打到市电状态，生产设备仍可正常运转，对生产不会产生影响。 低压风机水泵节能装置的节能原理 1、变频节能 由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％. 2、功率因数补偿节能 无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用节电装置后，由于节电装置内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。 3、软启动节能 由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用节能装置后，利用变频技术的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。 系统特点： 1．输入功率因数高，在整个速度范围内典型值为95%或更高，电流谐波少，无须功率因数补偿/谐波抑制装置 2．输出阶梯正弦PWM波形，无须输出滤波装置，可接普通电机，对电缆、电机绝缘无损害，电机谐波少，减少轴承、叶片的机械震动，输出线可以长达100米 3．标准操作面板配置或LED屏操作界面 4．功率电路模块化设计，如果需要，可在数分钟内更换损坏的模块，维护简单 5．完整的故障检测电路，精确的故障报警保护
《泵与风机》课程总结 引言： 2010年下半学年，我们热能专业学习了《泵与风机》这门专业课程，通过一学期的学习与认识，我初步掌握了泵与风机的专业常识及操作方面的知识。 泵与风机是一种利用外加能量输送流体的机械。通常将输送液体的机械称为泵，输送气体的机械称为风机。按其作用，泵与风机用于输送液体和气体，属于流体机械；按其工作性质，泵与风机是将原动机的机械能转化为流体的动能与压能，因此又属于能量转化机械。 泵与风机在生活中应用十分广泛，在农业中的排涝、灌溉；石油工业中的额输油和注水；化学工业中的高温、腐蚀性流体的排送；冶金工业中的鼓风机流体的输送等等都离不开泵与风机。 从我们专业角度来看，泵与风机在火力发电厂中的作用也不容小视。在火力发电厂中，泵与风机是最重要的辅助设备，担负着输送各种流体，以实现电力生产热力循环的任务。如：排粉机或一次风机、送风机、引风机、给水泵、循环水泵、主油泵等等一些辅助设备。总之，泵与风机在火电厂中应用极为广泛，起着极其重要的作用。其运行正常与否，直接影响火力发电厂的安全及经济运行。 随着科学的发展，泵与风机正向着大容量、高参数、高转速、高效率、高自动化、高性能和低噪音的方向发展。 课程学习： 第一章泵与风机的概述 第二节泵与风机的性能参数 泵与风机的性能参数有流量、扬程或全压、功率、效率、转速，水泵还有允许吸上真空高度或允许气蚀余量等。 第三节泵与风机的分类及工作原理 泵与风机按工作原理可分为三大类： （一）叶片式 （二）容积式 （三）其他形式（喷水泵、水击泵） 按产生的压头分： （一）低压泵、高压泵 （二）通风机、压气机（离心通风机、轴流通风机） 按产生的作用分： （一）给水泵、凝结水泵、循环水泵、主油泵等等 各种泵与风机的工作原理及特点： 1、离心式泵与风机1、 2、 3、 2、轴流式泵与风机 3、混流式泵与风机 4、往复式泵与风机 5、齿轮泵 6、螺杆泵 7、罗茨泵
1、火电厂锅炉六大风机各自的作用？ 送风机：为锅炉提供燃烧用空气； 一次风机：干燥并输送煤粉进入炉膛； 引风机（吸风机）：将燃烧后烟气抽出炉膛。 一般都是50%容量配置即双送双吸双一次风机，通常称为六大风机。 2、电厂锅炉风机的各自作用是什么？ （1）.送风机:提供二次风，通过空气预热器后，一部分到燃烧器提供周界风，夹心风等，对喷燃器处的火焰有影响，同时可以冷却喷燃器。另一部分提供锅炉燃烧所需要的氧量。最后还有一部是提供SOFA和COFA风，调整燃烧使用。 （2）.一次风机:（以中速磨煤机，直吹式制粉系统为例）一次风机提供一次风，从风机出来分为两路，一路经过空预器后叫做热一次风，一路不经过空预器的叫冷一次风。其中，热一次风为磨煤机提供干燥出力和通风出力，将磨煤机磨好的煤粉干燥后携带煤粉进入到锅炉燃烧器。冷一次风与热一次风在磨煤机的入口处进行混合，起到调节磨煤机入/出口温度的作用，同时也是磨煤机通风出力的一部分。 （3）.引风机:引风机是将锅炉的烟气抽出，维持锅炉负压的作用。烟气经过空预器----电除尘后进入到引风机，引风机将其送入到脱硫系统或直接排入到烟囱。 （4）.增压风机:从引风机出来的风一路进入到增压风机，一路通过旁路进入到烟囱。（旁路在发电机组正常运行时不允许打开，否则不经过脱硫的烟气环保不达标，只有脱硫系统出现事故情况下才允许打开）增压风机出来的风进入到脱硫系统中将烟气脱硫后排入烟囱。（5）.密封风机:风源取自冷一次风管道。密封风机为给煤机和磨煤机提供密封风用，其中磨煤机的密封风分为磨辊、磨碗、加载弹簧等部位。 （6）.稀释风机:以前的机组基本没有这个，因为这个风机是提供机组脱硝用的，为脱硝系
中国火力发电厂 节能降耗措施汇总 一、火力发电厂整体节能评价 1.火力发电厂节能评价体系中的54个指标 煤耗及相关指标42个 水耗及相关指标6个 材料消耗指标3个 能源计量指标3个 2.按相互影响的层面划分，火力发电厂节能评价指标构成如下图所示：
1.火力发电厂燃煤锅炉畅通节能技术 由于锅炉所燃烧的燃料中含有越来越多的炉渣，因此SO3含量是始终变化的。水冷壁、过热器后屏、再热器后屏及后端表面上的炉渣含量加大，因此导致SO3的生成量增加，导致受热面换热效率降低。 畅通节能法?工艺被设计为一个炉渣和结垢控制计划，它特别针对锅炉的辐射和对流区域。由于该技术针对锅炉的问题区域，而不是简单地将化学物质运用于燃料，因此采用该技术所达到的效果和成本效益都超过了相对不够完善的方法。 化学处理剂与空气和水混和，然后被喷射到烟气之中。“标靶性”区域是依据计算流体动力学（CFD）确定的，由此在已知存在问题区域的情况下确保达到最大的覆盖率。化学制品被添加到烟气中，并针对传热问题区域或者对形成SO3的化学反应有利的区域。这样即可保证：被喷射的物质能够到达问题区域，并得到有效的利用。然后，添加剂在炉渣形成的时候与炉渣发生反应，并能够渗透已有的沉积物，从而影响它们的晶体物理特性。 通过采用这种方法，飞灰更易碎，而且更容易从表面清除。将这些结果融合在一起即可提高锅炉的效率。因此，除了提供解决排放问题的解决方案之外，该方法还能够实现相当可观的经济效益。 畅通节能法?技术改进了设备性能，并通过增强燃料的灵活性得到额外的节约，投资回报率一般在4比1以上（ROI）。 2.飞灰含碳量在线监测—节能优化 锅炉飞灰含碳量在线监测装置是为电站锅炉烟气飞灰含 碳量实时连续监测而设计的专用设备。它由飞灰含碳量现场检测
全国民用建筑工程风机和水泵的节能措施 1)设定控制液位、时间，控制泵的启停。 2)调节风机、泵类风门(挡板)，阀门，控制风量、流量。 对于风机类、泵类负载，当流量在90％-100％范围内变化时，通过风门控制器、阀门控制器控制风门(挡板)，阀门的开度，与电动机凋速的节能效果相近，不必采取电动机调速措施。 3)调速节能： ①电动机定子凋压。交流异步电动机定子调压一般采用双向晶闸管调整电压实现无级调速，为转差功率消耗型的调速系统。由于风机、泵类负载转差功率损耗系数均较小，较适用于要求风量、流量在50％—100％范围内变化、平滑启动、短时低速运行的风机、泵类负载。 电风扇、风机盘管风机等采用单相交流异步电动机，一般采用串电阻调整电动机定子电压的有级调速方法。 ②电动机变换极对数、风机是按满足风量的最大需求选用的，但实际运行并不固定布在最大风量的运行状态。例如：地下车库送排风风机、兼作火灾时排烟的风机，平时排风风量不大，只在汽车尾气浓度超过定值和火火时排烟才需要加大或在最大排风风量的工况下运行，所以采用接触器切换来改变变极电动机定子绕组接线，获得多个不通转速，改变风量，使风机平时低速运转。电动机变换极对数调速方法适用于风量、流量在50％~100％范围内变化的场合。 ③在转子回路连续调节等效电阻，线绕转子异步电动机在转子回路连
续调节等效电阻，用转子电阻斩波调速法改变晶闸管的通断比率，实现无级调速节能、转子电阻斩波调速法是一种低效调速方法，适用于风机、泵类负载风量、流量在50％-100％范围内变化。电动机低速运转比关小阀门开度的耗电还节省得多。 ④采用变频凋速、静止串级调速，内反馈串级调速。当风量，流量在80％-100％范围内坐化时；风量、流量变化大于50％-100％范围时，宜采用高效率的变频调速或静止串级调速，内反馈串级调速，不宜采用变压、转子回路串电阻、电磁转差离合器等低效率调速方法。静止串级调速、内反馈串级调速均属静止低同步串级凋速，转差功率只能从转子输出，在同步转速以下调速，取代转子串电阻调速，适用于大功率风机，泵类的变速驱动。 供水泵类负载的控制普遍采用以压力或流量．速度为参量的双闭环控制系统。YQT系列中型内反馈交流调速三相异步电动机是专门为风机、泵类调速节能设计的，可广泛用于风机、水泵的凋速拖动，取代挡板，阀门调节，具有显著的节能效果。 ⑤采用电磁调速电动机调速系统。电磁调速电动机调速系统由鼠笼型异步电动机，电磁转差离合器、测速发电机及晶闸管控制装置组成。电磁调速电动机适宜风量、流量在50％-100％范围内变化的小型风机、泵类负载的节能。YCTD系列低电阻端环电磁调速电动机较YCT系列电磁凋速电动机效率高10％以上，宜选用YCTD系列低电阻端环电磁凋速电动机。但此调速方案节能效果较低，且要求运行环境相对洁净。
《泵与风机》课程论文 论文名称浅析泵与风机的运行方式与节能措施姓名 学号 院系 专业年级 指导教师 职称 2014年 6 月 7 日
浅析泵与风机的运行方式与节能措施 [内容摘要] 电厂的泵与风机有不同的运行方式，但不同的运行方式，其能耗或节能效果大不相同。本文就主要以电厂泵与风机的不同运行方式，利用泵与风机自身固有特点以及通过其他措施来共同实现节能的方法进行论述。 [关键词]运行方式调速驱动节流节能措施 一. 概论 随着现代电厂机组的大型化，锅炉运行的安全性愈来愈重要。锅炉能否安全运行，不但关系自身的安全，而且对外界用户也非常重要。尤其是企业的自备热电站，它的热用户有时是庞大而复杂的系统(如石油化工企业)，电站锅炉能否安全、灵活运行，对其热用户的安全性和经济效益至关重要。 其次，在缺乏水电调峰的地区，一些电厂又担任着电网调峰的任务，这就需要锅炉能够滑压运行，具有足够灵活的负荷适应性。而热电站又必须不断调节锅炉负荷，以适应用户对蒸汽需求的变化。锅炉负荷的变化就必须调节辅机的运行。为了锅炉能安全长期运行，灵活适应外界要求，除锅炉本身质量外，鼓、引风机和给水泵的运行方式也有着非常重要的作用；另一方面，鼓、引风机和给水泵的运行方式不同，对电厂的基建投资、运行维修费用、自身能耗与电厂经济性有着很大的影响。 在电厂中，自身能耗占其运行成本的相当比例，而鼓、引风机和给水泵的功率在电厂自身能耗中所占比例很大。因此，选择合理的运行方式，使其适应锅炉负荷变化的需要，尽可能减少因节流而引起的能量损失，降低生产成本，对电厂来说至关重要。 二. 鼓、引风机和给水泵的运行方式 (一). 锅炉给水泵的运行方式 锅炉给水系统概括地分为单元制和母管制。 1.如果锅炉负荷频繁变化，单元制系统的锅炉给水泵最好是常用泵选择调速驱动
火力发电厂主要设备及其作用介绍 一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。 送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。 引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。 磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及干燥。 空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。空预器分为导热式和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系数在8～10％。 炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。 燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定 精品
的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。 精品
汽轮机本体 汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。分冲动式和反动式汽轮机。 给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。 精品
■风机水泵工作特性 风机水泵特性： H=H0-(H0-1)*Q2 H－扬程 Q－流量 H0－流量为0 时的扬程 管网阻力： R＝KQ2 R－管网阻力 K－管网阻尼系数 Q－流量 注：上述变量均采用标准值，以额定值为基准，数值为1 表示实际值等于额定值风机水泵轴功率P： P= KpQH/ηb P－轴功率 Q－流量； H－压力； ηb－风机水泵效率； Kp－计算常数； 流量、压力、功率与转速的关系： Q1/Q2 = n1/n2; H1/H2 =（n1/n2）2; P1/P2 =（n1/n2）3 ■变阀控制 变阀调节就是利用改变管道阀门的开度，来调节泵与风机的流量。变阀调节时，泵或风机的功率基本不变，泵或风机的性能曲线不变，而管道阻力特性曲线发生变化，泵或风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。 ■变频控制 变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点，变速调节中没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率，从而实现对交流电机的无级调速。泵和风机采用变速调节时，其效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节，可以降低泵和风机的噪声，减轻磨损，延长使用寿命。 ■节能计算示例 假设电动机的效率＝98% IPER 高压变频器的效率=97%（含变压器） 额定风量时的风机轴功力：1000kW 风机特性：风量Q 为0 时，扬程H 为标么值，以额定值为基准) ；设曲 线特性为H=年运行时间为：8000 小时 风机的运行模式为：风量100%，年运行时间的20% 风量70%，年运行时间的50% 风量50%，年运行时间的30% 变阀调节控制风量时 假设P100 为100%风量的功耗，P70 为70%风量的功耗，P50 为50%风量的功耗 P100=1000/ = 1020kW P70=1000 x x = 860kW P50=1000 x x = 663kW
电厂泵与风机的节能研究 摘要：文章对我国火力发电厂目前泵与风机的使用情况（耗能）进行了分析，并且描述了目前我国发电厂泵与风机的节能潜力，提出了泵与风机节能技术改造的方法及国内外的发展趋势。 关键词：火力发电厂泵与风机节能技术改造 一、前言 能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。在高速增长的经济环境下，中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。而且，受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多，只及发达国家的50%左右，90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。由此可见，对能源的有效利用在我国已经非常迫切。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，约占74%。而在火力发电厂中，泵与风机是最主要的耗电设备，加上这些设备存在着"大马拉小车"的现象，同时由于这些设备长期连续运行和经常处于低负荷及变负荷运行状态，运行工况点偏离高效点，运行效率降低，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。因此，对电厂泵与风机进行节能研究有着突出重要的意义。 二、我国发电厂泵与风机节能潜力分析 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要素之一。 1.运行方式的分析 对大容员单元制机组，有些大力发电厂每台机组配置了三台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，通过改变结水泵的运行方式以适应变负荷的要求。如图所示．M点是主机全负荷时流量点，这时并联运行的两台泵都处于全负荷运行状态a点。若机组负荷降低至某一负荷(如50%负荷)q v时,则泵的运行方式可能如下：两台泵全速定压运行，节流调节，其并联工作点为b，并联运行的每台泵的工作点为b’；单台泵全速定压运行．节流调节，运行工作点为a；两台泵变速定压运行,变速调节，其并联工作点力c。并联运行的每台泵的工作点c'：单台泵变速定压运行、变速调节其工作点为c’。如果变负荷时主机和滑压运行。则在同一负荷下泵还仔在下列运行方式：两台泵变速滑压运行．其并联工作点为d，并联运行的每台泵的工作点为d’:单台泵变速滑压运行,其工作点为d。可见，当机组负荷变化时，给水泵有多种运行方式可供选择，并且和机组负荷、给水阻力特性、以及主机的运行方式有关。究竟选择哪种运行方式，应当考虑既安全可靠又经济运行两方面的因素。
电厂风机的作用 送风机将锅炉尾部烟道上方的热空气再经过预热器加热后，分成一，二，三次风进入炉膛。一次风输送煤粉，二次风助燃，三次风调整燃烧。 引（吸）风机安装在锅炉烟道除尘器和烟囱之间，将烟气吸出炉膛，排入烟囱。吸风机功率大于送风机，能够形成炉膛负压。 一次风机:干燥燃料，将燃料送入炉膛。 二次风机：克服空气预热器，风道，燃烧器的阻力，输入燃烧风，维持燃料充分燃烧。 引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。 送风机将锅炉尾部烟道上方的热空气再经过预热器加热后，分成一，二，三次风进入炉膛。一次风输送煤粉，二次风助燃，三次风调整燃烧。 引（吸）风机安装在锅炉烟道除尘器和烟囱之间，将烟气吸出炉膛，排入烟囱。吸风机功率大于送风机，能够形成炉膛负压。 电厂三大主机 锅炉；汽轮机；发电机。 电力三大规程：安规，运行规程和检修规程（电力安全规程，电力检修规程，电力运行规程） 电厂的主机设备：电厂的主机设备为发电机、汽轮机和锅炉，俗称“机炉电”。前几年 机炉电对应的为电气车间、汽机车间和锅炉车间，为电厂三大主专业。随着机组容量的越来越大，如超临界机组、超超临界机组，现在热工专业越来越重要了。热工还属于辅助专业。余下的如化学车间、燃料车间、除尘车间等等在电厂的技术位置相对轻一些。 300MW的电厂需要什么类型的风机：一次风机需要风压头高，直接由大气取气源， 一般选择离心风机。 送风机要求风量大，一般根据实际情况选择单级或多级叶片可调式轴流风机； 引风机是接引烟气至脱硫设施或烟囱的设备，要求出口保持一定负压，300MW机组一般都是设计双烟道，所以正常情况下选择双侧进风离心式风机。 现在300MW火电机组都要求有脱硫设备，所以有增压风机，增压风机也是要求送风量大，并保持一定压头，一般选择动叶可调式轴流风机，不过现在也有新技术就是将引风机和增压风机合二为一。 这是四大风机，其他的一些小的风机比如火检风机或者冷却风机选择小型离心风机即可，空压机有螺杆式、活塞式几种，主流使用螺杆式较多。还有一些比较特别的风机比如脱硫的氧化风机、干灰的除尘风机选择罗茨风机。 电厂锅炉的六大风机的各自作用是：1.送风机：提供二次风，通过空气预热器后， 一部分到燃烧器提供周界风，夹心风等，对喷燃器处的火焰有影响，同时可以冷却喷燃器。另一部分提供锅炉燃烧所需要的氧量。最后还有一部是提供SOFA和COFA风，调整燃烧使用。 2.一次风机：（以中速磨煤机，直吹式制粉系统为例）一次风机提供一次风，从
一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式风机。 送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。 引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。 磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及干燥。 空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。空预器分为导热式和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系数在8～10％。 炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。 燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。 汽轮机本体：汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。分冲动式和反动式汽轮机。 给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。 除氧器：除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧。 凝汽器：使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽可能多地将蒸汽热能转换为机械能，将乏汽凝结成水。 凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。 油系统设备：一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油净化装置等。 在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。 转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。 主变压器：利用电磁感应原理，可以把一种电压的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电的一种设备。 6KV、380V配电装置：完成电能分配，控制设备的装置。 电机：将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的电能转换器。 蓄电池：指放电后经充电能复原继续使用的化学电池。在供电系统中，过去多用铅酸蓄电池，现多采用镉镍蓄电池 控制盘：有独立的支架，支架上有金属或绝缘底板或横梁，各种电子器件和电器元件安装在底板或横梁上的一种屏式的电控设备。 1、汽轮机冲转前应具备那些条件？ 答：主汽压、主汽温、再热汽温应符合规程要求；主油压与润滑油压正常；润滑油温正常；大轴弯曲度正常；发电机密封油压、内冷水压正常，且有关差压正常；汽轮机金属温差、差胀、轴向位移正常；轴承温度正常。 2、启动前应先对主、辅设备检查那些项目？ 答：检查并确认所有的检修工作结束；工具、围栏、备用零部件均已收拾干干净；所有的安全设施均已到位（接地装置、保护罩、保护盖）；拆卸下来的保温层均已装复，工作场所整齐整洁；检查操作日志，从事主辅设备检修的检修工作目标已经注销。 3、汽轮机有那些不同的启动方式？ 答：a.按启动过程中主蒸汽参数分：额定参数启动和滑参数启动。b.按启动前汽轮机金属温度（内缸或转子表面）水平分：冷态启动；温态启动；热态启动。按冲转时汽轮机的进汽方式分：高中压缸启动；中压缸启动。C.按控制汽轮机进汽流量的阀门分：调节阀启动；自动主汽阀或电动主汽阀启动。 4、汽轮机热态启动的金属温度水平是如何划分的？ 答：金属温度低于150℃～180℃者称为冷态启动；金属温度在180℃～350℃之间者称为温态启动；金属温度在350℃以上者称为热态启动。有时热态又分为热态（350～450℃）和极热态（450℃以上）。
我们当前水泵节能工作中存在的问题 火力发电厂中，厂用电约占总发电量的8%～10%，泵与风机的耗电量约占厂用电的70%～80%，因此，降低泵与风机的功耗对于提高电厂经济效益有很大作用。循环水泵的耗电量与季节和负荷都有关系，对其进行变频改造，既可以保证其有效地工作，又可以保证其在低负荷和不同季节的最低功耗，运用灵活、节能效果明显。 一、水泵节能技术在我国发展的趋势 目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此，我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上，如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速，对我们发展加工制造业又严重缺电的国家，是兴国之策。风机，是传送气体装置。水泵，是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言，两者基本相同。现先以风机为例加以说明。自然通风冷却塔、循环水泵、循环水管道及管道附件是电厂循环水系统的重要组成部分，在电厂初步设计中研究系统方案确定最优化系统配置，对于降低工程建设造价具有积极意义。循环水系统设计中最核心部分就是自然通风冷却塔、
循环水泵的合理选择配置，在循环水系统建设中它们的投资费用最多、施工最复杂，对电厂总投资影响最大。直接影响电力工程建设的单位造价与电厂投资回收年限。供水系统优化设计是系统方案选择的基础，其中对方案设计影响最大的是循环水泵电动机的年费用。在保证汽轮机运行安全满负荷发电的前提下，如何降低电动机的年费用，值得每一位工程设计人员思考。 二、水泵在使用过程中的问题 1、水泵本身设计技术含量不高 现阶段我国水泵设计主要是沿袭传统的模型换算法和速度系数法，这些设计方法从某种程度上来说已经过时，因为这是建立在旧的水泵设计经验的基础上的，在设计过程中无法超越过去的设计水平，无法在效率提升上有所突破。再加上水泵设计单位对技术的资金投入和人员投入不足，水泵设计人员的创新动力不足、缺乏创新意识，从而导致了水泵产品的技术含量得不到一个质的提升，水泵本身的技术含量无法提升，节能工作自然也做不到。再加上水泵制造企业片面着重经济效益，而忽视了水泵的节能工作，国家也没有这方面的政策扶持和财政优惠，造成了水泵制造企业对水泵节能、提高水泵效率也没有积极性。 2、水泵节能存在误区 我们过去对水泵节能的理解主要是提高水泵的各项效率指标，其实这是对水泵节能理解的一个误区，是一种片面的理解。我们所说的节能范围不只是一个效率指标，而且也包含水泵的性能的稳定性、水
4-1 输送20℃清水的离心泵，在转速为1450r/min 时，总扬程为25.8m, q v =170m 3/h, P=15.7kW, ηv =0.92, ηm =0.90,求泵的流动效率ηh 。 4-1 解： 76.07 .151000/8.253600/17081.91000=???=== P H gq P P v e ρη h v m ηηηη??= ∴92.092 .090.076 .0=?= ?= v m h ηηηη 4-2 离心风机叶轮外径D 2=460mm,转速n=1450r/min,流量q v =5.1m 3/s,υ1u ∞=0,υ2u ∞ =u 2,(1+P)=1.176,流动效率ηh =0.90,气体密度ρ=1.2kg/ m 3。试求风机的全压及有效功率。 4-2，解： p T ∞=ρ(u 2v 2u ∞-u 1 v 1u ∞) ∵v 1u ∞=0 ∴p T ∞=ρu 2v 2u ∞=1.2×6046.014506046.01450?????ππ=1462.1（Pa ） 根据斯托道拉公式：P K +=11，∴855.017 .11==K ∴p= K·ηh ·p T ∞=0.855×0.90×1462.1=1124.7（Pa ） P e =pq v /1000=1124.7×5.1/1000=5.74 (kw) 4-3 离心风机n=2900r/min ，流量q v =12800 m 3/h ，全压p=2630Pa ，全压效率η=0.86，求风机轴功率P 为多少。 4-3 P=η P e =0.86×pq v /1000=0.86×2630×12800/3600/1000=8.04 (kw) 4-4 离心泵转速为480r/min ，扬程为136m ，流量q v =5.7m 3/s,轴功率P=9860kW 。设容积效率、机械效率均为92%，ρ=1000kg/m 3，求流动效率。 4-4解： 77.09860 1000/1367.581.91000=???=== P H gq P P v e ρη 91.092 .092.077 .0=?= ?= v m h ηηηη 4-5 若水泵流量q v =25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa ，入口处真空表读数为40kPa ，吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm ，电动机功率表读数为12.6kW ，电动机效率为0.90，传动效率为0.97。试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。 ∵P e =ρg·q v ·H ∵()w Z g v v g p p H h Z 2122 12212+-+-+-=ρ
1火电厂锅炉六大风机各自的作用？ 送风机：为锅炉提供燃烧用空气； 一次风机：干燥并输送煤粉进入炉膛； 引风机（吸风机）：将燃烧后烟气抽出炉膛。 一般都是50%容量配置即双送双吸双一次风机，通常称为六大风机。 2、电厂锅炉风机的各自作用是什么？ （1）?送风机：提供二次风，通过空气预热器后，一部分到燃烧器提供周界风，夹心风等，对 喷燃器处的火焰有影响，同时可以冷却喷燃器。另一部分提供锅炉燃烧所需要的氧量。最后还有一部是提供SOFA和COFA风，调整燃烧使用。 （2）?一次风机：（以中速磨煤机，直吹式制粉系统为例）一次风机提供一次风，从风机出来 分为两路，一路经过空预器后叫做热一次风，一路不经过空预器的叫冷一次风。其中，热一 次风为磨煤机提供干燥出力和通风出力，将磨煤机磨好的煤粉干燥后携带煤粉进入到锅炉燃 烧器。冷一次风与热一次风在磨煤机的入口处进行混合，起到调节磨煤机入/出口温度的作用，同时也是磨煤机通风出力的一部分。 （3）?引风机：引风机是将锅炉的烟气抽出，维持锅炉负压的作用。烟气经过空预器----电除尘后进入到引风机，引风机将其送入到脱硫系统或直接排入到烟囱。 （4）?增压风机：从引风机出来的风一路进入到增压风机，一路通过旁路进入到烟囱。（旁路 在发电机组正常运行时不允许打开，否则不经过脱硫的烟气环保不达标，只有脱硫系统出现事故情况下才允许打开）增压风机出来的风进入到脱硫系统中将烟气脱硫后排入烟囱。 （5）?密封风机：风源取自冷一次风管道。密封风机为给煤机和磨煤机提供密封风用，其中磨煤机的密封风分为磨辊、磨碗、加载弹簧等部位。 （6）?稀释风机：以前的机组基本没有这个，因为这个风机是提供机组脱硝用的，为脱硝系统提供空气用来稀释氨气。 3、一次风和二次风的区别？ 一次风由一次风机引入，用于携带煤粉进入炉膛 二次风由二次风机引入，用于补充燃烧所需的空气，经大风箱分配后，分层布置吹入炉膛 二次风一般占到锅炉总风量的60% （1 ）一次风量的调整
风机水泵的变频调速节能分析 节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。我国的电动机用电量占全国发电量 的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量，其输出功 率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求， 水泵选型的裕量往往过大，也造成了不应有的浪费。根据风机、水泵类的转矩特性，采用 变频调速器来调节流量、风量，将大大节约电能。下面就分析一下在风机水泵类负载中使 用变频器所能达到的效果。 一，通过变频调速达到的一次节能。 下面以水泵为例来说明，由图1可以看到： 流量Q正比于转速n 压力H正比于n2 转矩T正比于n2 功率P正比于n3 图1 水泵流量、压力、功率曲线…
在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节，如图2所示： 图2 阀门控制水泵流量 管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2，其中R为阻力系数 电机在恒速运行时，流量为100%情况下（工作点为A），水泵轴功率相当于Q1AH1O 所包容的面积。 电机在恒速运行时，采取调节阀门的办法获得70%的流量（工作点为B），将导致 管阻增大，水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积，所以轴功率下降不大。 采用变频调速控制流量时，由于管道特性没有改变，水泵特性发生变化（工作点为C），轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比， 输入功率大大减小。如图3所示： 图3 变频调节水泵流量
正如前面提到的，轴功率P与转速n的三次方成正比。采用变频器进行调速，当流量 下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效 率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。 二，变频调速所实现的二次节能 变频调速自动根据负载情况调整输出电压，通过对电机的最佳励磁，有效地降低了无 功损耗，提高系统功率因数，降低电机工作噪音, 延长电机使用寿命。 电动机的总电流(IS)为电机励磁电流(IM)与电机力矩电流(IT)的矢量和, IS和IM夹角的余弦值即为电动机的功率因数; 电机励磁电流决定于加在电机线圈上的电压, 在工频状态下, 交流电压为380V恒定不变, 因此励磁电流也不会改变; 在变频状态下, 变频器自动检测负载力矩, 根据实际负载决定输出电压, 因此在负载较低的时候自动降低输出电压, 以维持最高的功率因数. 由于变频器自动降低了电机励磁电流, 使得输出总电流明显低于工频工作的总电流, 节约了线路中的损耗和无功功率的损失; 这个功能在丹佛斯VLT系列变频器中称为AEO功能(Automatic Energy Optimization, 自动节能功能). 声明：上海津信电气有限公司拥有此篇技术文档的所有权，任何人如需转载，必须表明出处。
大功率风机水泵调速节能运行的技术经济分析（5） 徐甫荣 (国家电力公司热工研究院，陕西西安710032） 摘要：指出了发电厂风机水泵调速运行的必要性和巨大的节能潜力；讨论了各种调速方式的优缺点，并作出了详细的技术经济分析。 关键词：风机；水泵；液力耦合器；变频调速；串级调速；无刷双馈电机 图32各种电动机调速方式适用范围 5各种调速方式的综合性能分析 51不同的调速方式适用的电动机容量和转速 范围 各种电动机调速方式所适用的容量和转速范围是不同的。无换向器电动机适用于大、中容量和高、中转速场合。对于大容量?gt;5000kW）、高转速（>4000r/min）的电厂锅炉给水泵的电动机调速方式，目前只有无换向器电动机能适应这个工作要求，其最大容量达50MW，最高转速可达6000r/min。晶闸管串级调速系统适用于大、中容量和中、低转速场合，目前国外生产的最大容量达25MW，最高转速为2000r/min。鼠笼式电动机变频调速系统适用于中、小容量和中等转速（目前国外生产的最大容量已超过3MW，转速低于电动机同步转速）。其它如电磁调速电动机、异步电动机定子变压调速以及绕线式电动机转子串电阻调速等均适用于容量较小、转速不高的场合。图32为各种电动机调速方式的容量和转速的大致适用范围，可供在初步选择调速装置时参考。 52各种调速方式的电动机及其调速装置的综合 效率 适用于中、小型电动机的调速装置，有鼠笼式异步电动机PWM型变频调速、鼠笼式异步电动机电压型变频调速、鼠笼式异步电动机电流型变频调速、电磁调速电动机、绕线式异步电动机转子串电阻调速等。其综合效率ηz以鼠笼式异步电动机PWM型变频调速最高；鼠笼式异步电动机电流型、电压型变频
火力发电厂主要设备及其作用介绍 锅炉 送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧风，维持燃料充分燃烧。 引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完成烟气及空气的热交换。 磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及干燥。 空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气,从而提高锅炉效率，提高燃烧空气温度，减少燃料不完全燃烧热损失的一种热交换装置。空预器分为导热式和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系数在8～10％。 炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的过程。 燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合，达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。 汽轮机本体 汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。分冲动式和反动式汽轮机。 给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的是提高整个热力系统经济性。 除氧器：除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧。 凝汽器：使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽可能多地将蒸汽热能转换为机械能，将乏汽凝结成水。 凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。 油系统设备：一是为汽轮机的调节和保护系统提供工作用油，二是向汽轮机和发电机的各轴承供应大量的润滑油和冷却油。主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、油净化装置等。 在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能、将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的的唯一电气设备。现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷及滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。 转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。 主变压器：利用电磁感应原理，可以把一种电压的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电的一种设备。