一、背景概述

氮氧化物及煙塵作為燃煤電廠的主要污染物之一，在二氧化硫排放逐步得到控制后，正日益引起國家重視。

2011年，環保部頒布了新標準——火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)。標準要求從2012年1月1日起，新建火電機組氮氧化物排放量要達到100毫克/立方米;從2014年7月1日起，除特殊機組排放量要求達到200毫克/立方米外，其余也均要求達到100毫克/立方米。

為了貫徹《中華人民共和國大氣污染防治法》，改善大氣環境質量，建設可持續發展型經濟，新建火電燃煤機組已全部要求同步建設脫硝工程，現役火電燃煤機組也紛紛上馬脫硝.除塵技術改造工程對相應的設備如空預器、引風機等的技術改造要求也迫在眉睫。

同時，伴隨著脫硝改造，各大電廠也在積極推進除塵改造、加裝低溫省煤器、二次脫硫改造等，風煙系統阻力不斷提高，在此背景下，如何配備引風機，是我們非常關注的一個課題。

目前僅考慮脫硝阻力及原引風阻力，引風機設計全壓在5500-6500Pa左右;考慮脫硝阻力、原引風阻力、脫硫系統阻力，引風機設計全壓在8000-10500Pa左右;若再加上除塵改造，部分電廠引風機設計全壓甚至達到12000Pa。

二、改造方案

據2012年度不完全統計，300MW以上大型火電機組改造及明確計劃改造的已有96家電廠337臺機組共674臺風機，除少數進口機組由于原離心引風機附近空間位置不夠，仍堅持采用離心風機外，大型火電機組聯合風機一般采用動調與靜調，靜調略占優勢。

根據統計情況來看，大型火電機組若只是脫硝+引風，多采用靜調風機。若采用脫硝+引風+脫硫即所謂“三合一”的聯合風機則有不同的配置模式。

300MW等級機組由于流量小，全壓大，比轉速小，聯合風機參數一般超出靜調的選型范圍，多采用動調;

600MW等級機組聯合風機靜調與動調平分秋色;

1000MW等級機組聯合風機多采用靜葉可調+調速模式，也有少部分采用動調。

在提倡節能減排的大環境下，單純的離心、靜調風機由于高效區窄，低負荷運行效率低，顯然不能代表最先進的生產力，目前市場上大型機組引風機配備型式一般為動調或靜調+調速。

離心風機高效區呈橢圓狀，短軸與系統阻力特性曲線幾乎平行，高效區窄節流損失較大，低負荷運行效率低，在50%負荷運行時效率在30-40%;

靜調風機高效區幾乎呈圓狀，高效區范圍一般，低負荷運行效率比離心高，比動調低，在50%負荷運行時效率約在50-60%左右;靜調+調速可使風機在幾乎所有負荷都保持在80%以上的工作效率。

動調風機高效區呈橢圓狀，長軸與系統阻力特性曲線幾乎平行，高效區寬，低負荷運行效率相對較高，在50%負荷運行時效率仍有60-65%左右。

三、技術對比

潤滑及冷卻

●靜調風機采用油脂潤滑+風冷，現場清潔，無污染，冷卻效果一般。

●動調風機油池潤滑+循環油冷卻冷卻效果好，但國產密封件質量不穩定，現場存在油泄露的可能。

耐磨性

●靜調風機由于子午加速的特點，流道僅后端流道面積窄，不易磨損，即使磨損后也可經過補焊修復，葉輪使用壽命長。后導葉為可更換式，不停機就可進行更換。若采用調速，長期工作在中低轉速下，耐磨性大大提高。

●動調風機相對來說，線速度大，同樣轉速下耐磨性不如靜調，且一旦磨損效率損失較快，只有整體更換葉片。后導葉需同殼體整體更換。

維護、檢修

●靜調風機葉輪、主軸承裝配的更換非常方便、簡單，24小時內可完成。維護成本低，每月加次油脂即可，幾乎無維護費用。

●動調風機葉片更換、拆裝至少需要48小時。主軸承裝配的拆裝48小時內可完成。對液壓系統各零部件及密封件的質量要求較高，維護成本較靜調風機高。

運行效率

●靜調風機最高效率86-87%，低負荷效率較低。加調速后，全部負荷效率基本都在80%以上。

●動調風機最高效率可達90%，低負荷效率相對較高，可達到60%以上。

可靠性

●靜調風機結構簡單，零部件少，可靠性高，即使加裝變頻，由于變頻故障的情況下仍可工頻運行，可靠性無不良影響。

●動調風機零部件眾多，需維護的工作量大，一旦維護不好或粗放式維護，事故率較高，可靠性相對差。

四、經濟性對比

以某600MW機組脫硝改造工程為例，擬采用聯合風機來克服脫硝、引風、脫硫阻力，經過熱態性能試驗，根據電廠2012年的實際運行情況，將機組全年負荷分為高中低三個區段，三個負荷的風機參數分別代表這三個區段的風機運行參數。通過動靜調風機軸功率的差值計算出兩種類型風機在三個負荷區段的耗電差。

運營成本及投入成本分析

節電：單臺風機靜調+變頻比動調每年約節約電量117.5萬度，以上網電價按0.4元/度計算，單臺風機一年節約電費47.01萬元。

投入成本：單臺HA46036-8Z靜調風機120w，變頻器165w;HU16050-02動調風機145w，靜調+變頻初始投資比動調每臺高140w。

維護成本：靜調風機平均每年維護費用約為3w，變頻器平均以7w計;動調風機平均每年維護費用為20w。

以計及資金時間價值的動態理論，計算出投資差額回收年限n，公式如下：

ΔC=ΔZ(A/P,i,n)

各符號含義如下：

ΔZ：靜調+變頻比動調增加的投資額;

ΔC：年差額收益，節電費用加上運行維護增加的費用;

i：基準收益率，按8%計算;

n：差額回收年限。

將數據帶入公式計算，得出回收年限n=3.1，即采用靜調+變頻方案3年左右可以收回增加的投資費用。

故從長期運行的經濟性看，靜調+變頻無疑是經濟性最好的。

靜調風機由于結構簡單、維護量小、故障率低的優勢，從90年代以來一直是大型火電機組引風機的首選，近些年，隨著國家節能減排的實施，市場份額出現一定下降。但隨著變頻器價格的不斷下降，靜調+調速這種被行業內戲稱為“黃金搭檔”的配備模式，優勢越來越明顯。

單純的脫硝+引風國內大型火電機組，基本選擇在原靜調風機的基礎上進行局部改造，以靜調為主。

300MW等級聯合風機由于超出靜調選型范圍，以動調為主，但目前也出現了一些電廠開辟蹊徑，如渭河電廠300MW機組采用單配置靜調風機。目前，針對300MW聯合風機用戶要求使用靜調的市場需求，成都電力機械廠與相關單位、院校也正在研究通過變頻器超頻、電機擴容，使風機轉速由目前1000轉，增至1200-1300轉，以滿足參數需要。

600MW機組聯合風機是產生主要爭議的地方，電廠應根據自身的實際情況選擇合理的風機型式。由數據可知，靜調+變頻在80%以上負荷基本無節能效果，甚至多耗電，而在75%以下負荷節能效果才逐漸明顯，且負荷越低，節能效果越明顯。鑒于國內機組負荷率普遍不高，且電廠運行維護水平有限的情況，靜調風機無法比擬的可靠性是具有絕對優勢的。

1000MW機組聯合風機主要采用靜調+調速，且汽機調速的較為普遍，采用變頻調速及動調的也有一部分。隨著機組容量的增大，參數更適應于靜調的選型范圍，且汽機調速使引風機廠用電幾乎為零，帶來的經濟、政治效應是具有極大吸引力的。同時隨著機組容量增大，節電的收益也使汽機的投入回收年限越來越短，根據目前已投運的多個1000MW機組情況，一般2-3年即可收回投資成本。

五、結論及建議

為繼續走在技術的前沿，目前我們也正在研究儲備1300MW等級聯合風機的相關技術，靜調+調速應是1300MW等級聯合風機的首選方案。

綜上所述，大型火電機組引風機采用靜調+調速方案優勢明顯，符合國家節能減排的方針路線，符合電廠的切身利益，應是各發電企業的首選方案。