在火電廠和熱電廠中，風機作為鍋爐機組的動力，是消耗廠內自用電的主要設備，其運行效率直接決定了發電設備的能效。以石獅熱電有限責任公司2臺75 t／h循環流化床(CFB)鍋爐為例，所配置各種風機的電動機額定功率之和達1244 kW，占發電機額定容量的20. 73%。這些風機的設計容量一般較大，其中不少風機還在采用原始落后的節流調節，能源浪費嚴重；提高風機運行效率、降低發電廠的廠用電率，是當前各電廠節能工作的重要組成部分。
1、引風機運行效率低的主要原因
    石獅熱電有限責任公司的2臺75 t／h循環流化床鍋爐（3號4號爐）所配置的AYX75-1A№22D型引風機，額定風量166 867m3/h，額定風壓6 272 Pa，轉速980 r/min，風機配套的YKK500-6型10 kV電動機的額定功率500 kW，額定電流36.4 A。該引風機雖已選用高效離心風機(設計效率為81.1%)，但實際運行效率并不高（見表1），分析發現，其原因主要有以下幾個方面。
    (1)風機的風量和風壓富余度過大。通常，鍋爐廠給出的產品鍋爐最大蒸發量所需的流量和系統阻力，都從安全出發加上了一定的富余量。同樣出子安全考慮，風機制造企業產品參數也會留出富余量。設計院按照指標做出設計方案后，為了保障可靠運行，會再次增加一定的余量。這樣一來，在設備設計、選型、制造的每一個環節秉承“宜大不宜小”原則，使得送風余量逐層增加，導致CFB鍋爐風機的風量和風壓富裕度達到20%～40%，風機運行經常出現“大馬拉小車”的欠載現象。據測試計算，4號爐負荷為74.2 t/h時，引風機系統運行效率為27. 55%。而在中、低負荷階段，引風機系統運行效率則更低，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質顆粒燃料。
    (2)引風機實際運行工況點與設計的最佳工況點相差甚遠。經測算，在4號鍋爐負荷為61.0t／h時，引風機電流為17.2 A，引風機單機效率為
23. 68%，遠遠低于設計值。
    (3)引風機沿用落后的風門擋板節流調節，當受熱網負荷波動影響鍋爐負荷變化時，只能通過風門開度調節風量，造成較大的節流損失。經測試，在4號爐負荷為51. 3t/h時，引風機進口風門擋板開度為l4.7%，節流損失和渦流損失很大，能源浪費嚴重。過大的風量和風壓富裕度使引風機進口風門關得很小，產生較大的節流損失和渦流損失，造成引風機系統的運行效率嚴重偏低，引風機電耗偏高。
2、75 t／h CFB鍋爐引風機本體節能改造
2.1引風機本體節能改造方案的確定
    為了減少引風機能源的浪費，石獅熱電公司成立了節能改造項目小組。根據引風機的測試數據以及實際情況，各種待選的節能改造方案綜合比較分析，見表2。
    從表2可以看出，方案五的投入產出比最低，回收期也最長，改造難度最大；方案二的投入產出比最高，回收期也最短，但可能出現因系統漏風增加或煤質變差等因素造成的風機出力不足，導致鍋爐無法額定負荷運行；方案三、方案四和方案六的投入產出比和回收期相近，但是通過有級調速或無級調速在一定程度上降低風量和風壓富裕度，均存在廠用變壓器容量可能不足的問題。方案一通過現場試驗，準確計出管網阻力，量身定做與鍋爐運行狀況相匹配的高效節能型風機，可以大幅度提高風機運行效率，投入產出比和回收期較好，實施效果有保證，不過采用風門擋板的調節方法仍然存在節流損失，但對6個改造方案進行技術經濟分析比較后還是決定先采用這種更換風機為高效節能型風機的方案。
2.2量身定做高效節能型風機
  項目小組對75 t/h循環流化床鍋爐引風機進行了熱態試驗，把測試得到的不同鍋爐負荷下風機運行參數及其煙道阻力作為方案經濟性評價和技術改進的依據。
  考慮到鍋爐可能在110%額定負荷運行，根據測試結果計算引風機改型參數，引風機的最佳風壓為3630 Pa，最佳風量為141 861 m3/h。為此，項目小組根據這些參數量身定做了一套與鍋爐運行狀況相匹配的高效節能型風機，這樣可以不受已有風機產品參數的制約，避免再次出現不合理匹配狀況。
    2003年1月對4號爐引風機實施技術改造，更換了風機的葉輪、風殼和進出口煙道，葉輪直徑由2.2 m縮至1.8 m，保留和利用原來的電動機和聯軸器，同時還采用彎曲型導葉軸向導向器取代原直板型風門擋板，將擋板節流損失降至最低。由于采用新設計葉輪及導向器，將風機的風量和風壓富余度降低到最合理范圍內，并降低了煙道阻力，可以確保風機始終在高效率工況下工作。
2.3風機本體改造效果及推廣應用
    運行實踐結果表明，技改后的引風機運行效率得到了顯著的提高（見表3），在4號爐負荷為74 t/h時，引風機進口擋板開度從改造前的32. 3%增加到40.6%（彎曲型導葉軸向導向器開度60%時流量接近最大，再增大導向器開度流量基本不變），引風機的單機效率從32. 00%提高到47.65%，系統的運行效率也從27. 55%提高到4L 12%，節電效果明顯，并可以安全穩定連續運行，能滿足鍋爐110%負荷下的各項參數要求，4號爐引風機節能改造取得了成功。
    根據4號爐引風機的改造經驗，公司于2003-2005年又陸續對3號爐引風機，2臺75t/h CFB鍋爐送風機以及二次風機進行了同樣的改造，均取得了成功，節電效果見表4。從表4可以看出，2臺鍋爐6臺風機實施風機本體節能改造后可節電577.3 kW，平均節電率為40. 61%。其中3‘號爐送風機的電耗從392.4 kW降低到195.7 kW，節電率高達50.13%；2臺鍋爐引風機和4號爐送風機的節電率也在40%左右。需要說明的是，2臺鍋爐的二次風風機因為是先實施變頻改造后再進行本體改造，并且在運行中為了提高燃料的燃燒效率，二次風的風量有所增加，因此節能效果相對欠佳。
3、75t／h CFB鍋爐引風機變頻節能改造
3.1變頻改造方案及實施
  4號爐引風機更換高效節能型風機后，運行效率明顯提高，在鍋爐100%和110%額定負荷下實際電耗分別為156 kW和180 kW左右，但仍采用風門擋板調節存在節流損失，特別是高壓500 kW電機在低負荷運行狀態下效率偏低，還有一定的節能潛力。項目小組經過綜合調研分析比較，決定進一步采用“低壓電動機十低壓變頻器調節”方案替代原“高壓電機十風門擋板調節”，即將500 kW高壓電機更換為200 kW低壓電機，并把單靠風門擋板調節改為風門開到最大，通過變頻調速提高了引風機調節性能與低負荷下風機的效率。2004年5月，公司投資36萬元購買了2臺FRN160P11- 4C變頻器和Y355M3 -6型200 kW低壓電動機及開關柜，分別于2004年5月、2004年8月安裝調試完畢，交付運行使用。
    經過不斷摸索，最終通過“商用電切換”技術實現了變頻、工頻電源的無擾切換，確保了鍋爐安全穩定運行。
3.2變頻改造效果及推廣應用
    通過變頻調速技術改造后，風機擋板的節流損失大大降低，同時提高了電動機的負荷率和運行效率，節能效益非常明顯，4號爐引風機的平均噸汽耗電量從改造前的2. 09 kW降低到1.45 kW，節電率達到30. 48%；更為可貴的是變頻改造后燃燒系統的流量可以線性調節，反應時間加快、動態性能提高，控制精度大幅度提高。采用變頻技術還方便了運行操作，減少了維護工作量和檢修費用，降低電機啟動對電網的沖擊，延長了設備的使用壽命，改善了工作環境。公司還根據生產情況對2臺75 t/h CFB鍋爐二次風機、羅茨風機進行了變頻技術改造。
    比較分析改造前后的統計數據，變頻調速改造項目節能效果顯著（詳見表5）。2臺75 t／h CFB鍋爐6臺風機變頻節能改造后，平均節電160.5 kW，平均節電率為27. 79%。其中3號爐二次風機平均節電45.8 kW，節電率高達46.17%;2臺鍋爐羅茨風機的節電率也在34%以上。
4、效益分析
    通過風機的本體節能改造和變頻技術的應用，2臺75 t／h CFB鍋爐風機取得了顯著的節能效果。2004-2007年度3號4號爐運行情況見表6，按實際運行小時計算的2臺75 t／h CFB鍋爐風機節能改造效果統計見表7。
    從表7可以看出，通過對2臺75 th CFB鍋爐8臺風機實施本體節能改造和變頻技術改造，平均每年節約生產自用電量540.7萬kWh，增加公司經濟收入220.4萬元（稅后），多上繳國家稅收37.5萬元，并且降低檢修維護費用3萬元，經濟效益十分明顯。
    同時，這些風機節能改造項目每年可以折算節約標煤1892.1t，減少二氧化硫排放55. 52 t，減少二氧化碳排放4997.1 t，減少氮氧化合物排放19. 41 t，具有顯著的社會效益和環保效益。
5、結束語
    (1)由于設計選型的保守導致所選風機的風量和風壓富余度過大，加上采用落后的風門擋板節流調節，原設計選用的風機在實際運行中工況點與設計的最佳工況點相差甚遠，風機運行效率偏低。
    (2)根據公司2臺75 t／h CFB鍋爐風機的實際運行情況，通過熱態試驗得到的不同鍋爐負荷下的風機運行參數及其煙道阻力參數，量身定做與鍋爐運行狀況相匹配的高效節能型風機，將風機的風量和風壓富裕度降低到最合理范圍內，可以確保風機始終在高效率工況下工作。由于采用新設計葉輪及導向器，在滿足風壓、風量要求的情況，大幅降低煙道的運行阻力，風機運行效率大幅度提高，節能效果顯著。這在福建省為第一家、國內率先對CFB鍋爐風機尤其是CFB鍋爐送風機進行量身定做的節能改造。
    (3)采用“低壓電動機十低壓變頻器”方案替代原設計的“高壓電機十風門擋板調節”進行風量調節，提高了引風機調節性能和低負荷下的效風機率，迸一步降低了風機的能耗。
    (4)節能降耗、降低生產成本已成為熱電企業在市場經濟中立足的基礎。采用風機改型和變頻技術對火電廠主要輔機之一的風機進行節能技術改造，提高單機效率和系統運行效率，大幅度節約廠用電，是當前電廠節能的重要措施。