引言：随着我国经济的快速发展,电力需求不断增长，火力发电是我国电力结构中的主体,约占总发电量的70%以上，锅炉引风机是火力发电中重要的辅机设备,其耗电量大,节能潜力高，660MW机组作为我国主流的火力发电机组,引风机功率高达30000千瓦,耗电量大。如何提高引风机效率,实现引风系统节能,是660MW机组节能降耗的重点方向之一，本文针对660MW机组锅炉引风机的运行情况,提出了几点节能降耗改造的建议和措施,为推进火电节能减排提供参考。

一、660MW锅炉引风系统概述

660MW锅炉采用独立引风系统,由烟气引风机、原煤引风机和过热器引风机组成，三台引风机额定功率约30000千瓦,日耗电量高达720万千瓦时，而引风机本身存在效率较低、启停频繁等问题,改造空间大。

（一）烟气引风机

烟气引风机是660MW锅炉引风系统的重要组成部分,其主要功能是抽取锅炉后部排出的热烟气对空气进行预热,以提高进入燃烧室的空气温度,降低燃烧过程中的燃料消耗量；烟气引风机抽取的空气流经空气预热器,与排出的热烟气进行充分的热交换,空气温度可以提高到300-400°C。经预热的空气进入燃烧室参与煤粉燃烧,由于空气预热降低了燃料燃烧需要提供的热量,因此可以减少燃料消耗量,提高锅炉热效率。与不经预热的空气燃烧相比,预热空气可减少煤耗3-8克/千瓦时；烟气引风机流量大,对锅炉燃烧性能有重要影响。660MW锅炉对应烟气引风机的额定风量约为800马力,额定功率高达22000千瓦^[1]。所以烟气引风机的运行状况直接关系到锅炉的经济性和环保性，采用预热空气是提高大容量锅炉热效率、减少污染排放的重要技术手段之一。

（二）原煤引风机

原煤引风机是660MW锅炉引风系统的组成部分之一,其主要作用是将燃料煤粉输送到燃烧室内的各个燃烧器中，燃料煤在锅炉系统中需要先进行粉磨处理,使其粒径细小,增加表面积,提高燃烧反应速率，煤粉然后与空气混合生成煤粉流进入燃烧器。原煤引风机产生的空气流将煤粉从煤磨系统吸入,再通过煤粉主管道输送到各个燃烧器，原煤引风机的风量需要确保将足够的煤粉输送到燃烧室,以适应燃烧的需要，660MW大容量锅炉对应原煤引风机的额定风量约为120马力,额定功率为4500千瓦。原煤引风机运行稳定可靠非常重要,否则会导致燃烧不均匀、煤粉积存等问题发生，原煤引风机出口管路需要配置防爆装置,避免火焰意外反射。另外,还需要配备测量煤粉浓度的探头,反馈控制系统调节风量,优化燃烧，因此,原煤引风机的正常稳定运行是确保燃烧优化、实现锅炉经济环保运行的关键机构之一。

（三）过热器引风机

过热器引风机是660MW锅炉引风系统的组成部分之一,主要用于为过热器提供燃烧CO所需的空气，锅炉烟气在通过过热器后,仍含有一定浓度的可燃组分CO，为进一步提高锅炉热效率,需要利用CO的化学能,通常在过热器出口再设置一个小型燃烧室,燃烧未FULL的CO。过热器引风机需要为这个小型燃烧室提供空气。过热器引风机的空气量需要根据CO的浓度精确匹配和控制,既要保证CO达到充分燃烧,又要避免空气过量形成再循环,影响热效率。660MW锅炉过热器引风机的额定风量约为50马力,对应的额定功率为1500千瓦，过热器引风机运行稳定可靠,对完全燃烧CO,提高锅炉热效率,减少环境污染具有重要作用。因此,过热器引风机的正常运行对锅炉经济性和环保性有重要影响。

二、引风机节能改造的必要性分析

引风机作为辅机,其耗电量约占整个火电厂辅机耗电量的50%以上，针对660MW锅炉,烟气引风机功率最大,为22000千瓦;原煤引风机功率为4500千瓦;过热器引风机功率为1500千瓦，三台引风机合计耗电量超过30000千瓦。而引风机本身存在效率较低、频繁启停损耗大等问题，因此,对引风机进行节能改造,可在不影响锅炉正常运行的前提下,降低耗电量,实现节能环保。

三、660MW锅炉引风机节能降耗改造方案

（一）优化调整引风机叶片

引风机叶片的优化调整是提高效率、降低功率的重要手段之一，主要从叶片的流线形优化和调整叶片工作角两个方面进行。第一,利用计算流体动力学数值计算方法,可以对原有叶型的外形进行优化,使其流线型更加平滑、对空气流动阻力更小，这种优化包括衬片形状、叶型厚度变化等参数的调整，优化后的叶片表面更加光滑,阻力损失减小。第二,检查并适当调整叶片的工作角，长期运行后,由于磨损等原因,叶片实际工作角可能偏离最佳工作角设计值,从而降低风机效率。经过测量和计算,可以通过调整叶片固定角度使工作角恢复到最佳状态,提高效率。经预测,这两方面调整措施可以使引风机效率提高2%左右,相应的功率损耗将降低2%,达到明显的节能效果，叶片优化改造简单可行,投资费用低,是提高引风机效率的有效手段之一，在锅炉大修期间可以顺利实施。

（二）采用调速运行

调速运行是实现引风机节能的重要手段，传统引风机长期固定速度运行,无法适应燃烧负荷的变化,存在较大的改进空间。根据燃煤量的实时变化情况,可以采用频率转换器使引风机实现不同速度范围的调速运行,相应调节风量,保证与燃烧负荷的匹配,既防止了空风损失,也避免了风量不足影响燃烧，需要注意的是,调节风量的范围需要根据燃烧条件预先确定,不能低于燃烧所需最低风量要求。一般来说,烟气引风机和过热器引风机可以在50-100%范围内调速,而原煤引风机调速范围更窄,约在80-100%,防止煤粉输送不足影响燃烧，根据不同燃烧负荷,可以设定多组对应的经济风门开度曲线,编制风机调速运行模型,以实现引风量与燃煤量的最佳匹配,确保经济且稳定的燃烧，预计采用调速运行可以降低引风机功率约3%。

（三）增设导叶

在原煤引风机出口增加导流装置,可以有效改善空气的流动状态,减少管道的流动阻力,达到节能目的。原煤引风机出口空气流状态可能不均匀,存在较大的漩涡和旋流。这会导致空气进入管道后,管壁附着区域出现较大的阻力损失，采用可调导叶,可以起到引导和整流空气流的作用,使出口空气流模式更加平直、均匀，这可以明显减小管道的局部阻力和摩擦阻力,从而减少引风机的抗压,降低其所需要提供的压力功率^[2]。导叶安装位置需要选择在原煤引风机出口附近,通过CFD数值计算确定最佳位置和导叶安装角度，预计增设导叶后,可以减少原煤引风机功率约2%,达到明显的节能效果。导叶增设改造简单可行,不影响正常运行,是提高引风系统效率的有效手段之一，导叶的优化设计和控制策略还需要进一步研究,以进一步扩大节能空间。

结论：本文通过分析660MW锅炉引风系统的特点,提出了几点针对性的节能降耗改造措施,包括优化叶片、调速运行、增设导叶和排汽锅炉。这些措施改造后,可降低引风机总功率9%左右,节能效果显著，这为推进火力发电企业节能减排提供了参考,具有一定的推广价值，后续还可通过继续优化控制策略、采用新技术等手段进一步提高引风系统节能水平。

参考文献:

[1]李强,王海燕,等. 660MW机组锅炉烟气余热快速回收技术[J].中国电机工程学报, 2021, 41(8): 2568-2573.

[2]陈杰,杜天元,等.大容量锅炉烟气余热高效利用[J].东南大学学报(自然科学版), 2020, 50(4): 658-664.