关于火电锅炉风机节能及氮氧化物减排的研究

摘要火力发电厂为人类生活提供大量二次能源，同时也对一次能源进行极大地消耗。火电厂的节能减排要以降低厂用电和污染物排放为重点。火电锅炉风机耗电约占发电厂耗电总量的70%左右，研究风机节能具有重要的实际意义；火电厂在运营过程中排放大量氮氧化物，对空气造成危害，对污染物氮氧化物的控制是我国减排政策的主要目标。

关键词火电锅炉风机；氮化物；节能减排

0 引言

风机作为从动的流体机械，以空气为介质，将输入的机械能转化为气体压力并排送气体。目前，与风机配套的电机占各类机械与电气设备的60%，消耗电能占全国发电量30%。火电锅炉风机是重要的电厂辅助设备，耗电量巨大，因此具有节能的极大潜力。因此，如何有效地提高风机功效，降低能耗成为目前研究的热点。氮氧化物（NOx）是电厂排放的主要污染物，其中绝大部分为NO，经氧化最终转化为NO2。NOx不仅对人体器官产生强烈刺激，而且是光化学烟雾和酸雨形成的主要原因。2007年我国火电NOx排放量为838.3万吨，近年来并未得到有效改善。因此，火电厂氮氧化物的减排迫在眉睫。

1 火电锅炉风机节能主要方法

火电锅炉风机包括一次风机、送风机和吸风机。风机在使用过程中存在大马拉小车的现象。锅炉风机的实际功率选择最大工况值，在工作过程中需要根据实际情况进行调节，实际运行效率仅40%左右。目前常用的调节方式为开关风门和阀门，在启动时产生启动冲击电流，调节速度缓慢，系统不稳定。而通过在锅炉风机上安装变频调速器等方法，可以有效减少能耗。

图1 火电锅炉燃烧系统风机作用

1.1 锅炉风机变频节能改造方式

电厂风机主要分为离心和轴流形式，均由叶片对流体做功提供能量。锅炉风机的流量调节包括：变速调节和非变速调节。变速调节包括液力耦合器、双速电动机、变频调速等，其中变频调速节效果显著、调速范围宽、调节精度高、对电网和电机无冲击等优点。

根据流体力学原理，风机类负载特性如下：

（式中Q1、H1、N1、n1为风机在工况1的风量、风压、功率、转速；Q2、H2、N2、n2为工况2时的参数，且n1>n2，其中K1、K2、K3为比例系数。）