CN204312366U - 一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火力发电厂引风机的驱动装置，具体为一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统。一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机、减速齿轮箱和电机，小汽轮机的输出轴和减速齿轮箱的输入轴连接，减速齿轮箱的输出轴和电机连接，电机与引风机相连接，电机的接线端通过开关接入厂用母线。本实用新型提供了一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，本系统可实现单独由小汽轮机驱动引风机或由小汽轮机和电机联合驱动引风机，并保持较高的效率，电机的电压等级选择也可以控制在6kV。

Description

一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统

技术领域

本实用新型涉及发电厂引风机的驱动装置，具体为一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统。

背景技术

锅炉引风机是火力发电厂的重要辅机，其与脱硫增压风机合并，称作“增引合一”引风机，考虑脱硝阻力后，称作“三合一”引风机，成为功率仅次于给水泵的大功率辅机，近年来由于环保排放标准提高，环保设施引起锅炉烟气阻力增加较多，导致引风机的功率也不断增加，已投运机组在进行环保设备改造的同时，引风机常因出力不足，也面临改造问题。

火电厂厂用电压等级大多为6kV，600MW级空冷机组的给水泵采用电动方式时和1000MW机组为10kV,6kV电压等级的厂用母线一般可以启动不超过约7000～8000kW功率的设备，超过该功率就需要采用10kV的电压等级。目前600MW级及以上新建机组引风机若采用电动方式，厂用电压等级一般需要采用10kV，增加了设备投资，由于耗电率较大，因此许多火电厂引风机采用了汽动方式。

由于引风机要按照TB工况（test block，风机能力考核工况，即在锅炉最大连续出力工况下，考虑风量、风压裕量后的风机工况）配置，采用汽动方式时，小汽轮机（即工业驱动汽轮机，在火力发电厂一般将驱动辅机的汽轮机称作小汽轮机）轴功率要满足引风机的TB工况下的轴功率，这种配置方式，小汽轮机的设计轴功率与机组正常运行中引风机所需的驱动功率偏离较多，导致小汽轮机在运行中进汽调节阀开度较小，机组在50%～100%负荷运行工况下，小汽轮机进汽调节阀阀位大约为30%～50%左右，对效率影响很大。

新建机组的引风机选择电动或汽动方式并不困难，但对于因环保设施改造导致烟气阻力增加，需要对引风机相应增容改造的在役机组，改造方案制约因素则较多，如可能遇到厂用电压等级、厂用变压器容量不足等问题。

发明内容

本实用新型为解决目前引风机采用汽动方式时能耗偏高、效率低的问题，提供了一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，并有助于解决在役机组引风机增容改造中电气容量不足的问题。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机、减速齿轮箱和电机，小汽轮机的输出轴和减速齿轮箱的输入轴连接，减速齿轮箱的输出轴和电机连接，电机与引风机相连接，电机的接线端通过开关接入厂用母线。

在机组负荷较高的运行工况，或其他因素导致引风机出力较大的工况，引风机由小汽轮机和电机联合驱动，小汽轮机进汽调节阀全开，保持高效运行；在机组中、低负荷运行工况，电机开关断开，引风机由小汽轮机单独驱动，小汽轮机进汽调节阀保持较大开度，保持高效运行，或小汽轮机进汽调节阀全开，电机处于发电机运行状态，富余功率以电能的形式输送到厂用电系统；小汽轮机进汽调节阀全开或保持较大开度，相对于目前30%～50%的开度，明显提高了小汽轮机的效率。

一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机、多轴减速齿轮箱和电机，小汽轮机的输出轴和多轴减速齿轮箱的第一连接轴连接，电机的输出轴和多轴齿轮箱的第二连接轴连接，多轴减速齿轮箱的输出轴和引风机连接，电机的接线端通过开关接入厂用母线。选择多轴减速齿轮箱可以缩短风机组的轴向长度，便于设备布置。该驱动系统可实现小汽轮机单独或与电机联合驱动引风机，使得汽轮机的进汽调节阀保持较大开度或全开，相对于目前30%～50%的开度，明显提高了小汽轮机的效率。

上述的一种节能型锅炉引风机驱动系统，电机的接线端通过变频器和开关连接，可适用于变转速风机驱动。

上述的一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，多轴减速齿轮箱和电机之间设置了同步自动离合器，电机不工作时可以自动退出运行。

本实用新型提供了一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，本系统实现单独由小汽轮机驱动引风机或由小汽轮机和电机联合驱动引风机，并保持较高的效率，电机的电压等级选择也可以控制在6kV。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例二的结构示意图。

图3为实施例三的结构示意图。

图4为实施例四的结构示意图。

图5为实施例五的结构示意图。

图6为实施例六的结构示意图。

1-小汽轮机，2-减速齿轮箱，3-电机，4-引风机，5-变频器，6-开关，7-厂用母线，8-多轴减速齿轮箱，9-同步自动离合器。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、减速齿轮箱2和电机3，小汽轮机1的输出轴和减速齿轮箱2的输入轴连接，减速齿轮箱2的输出轴和电机3连接，电机3与引风机4相连接，电机3的接线端通过开关6接入厂用母线7。

实施例二：

如图2所示，一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、减速齿轮箱2和电机3，小汽轮机1的输出轴和减速齿轮箱2的输入轴连接，减速齿轮箱2的输出轴和电机3连接，电机3与引风机4相连接，电机3的接线端通过变频器5和开关6接入厂用母线7。

实施例三：

如图3所示，一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、多轴减速齿轮箱8和电机3，小汽轮机1的输出轴和多轴减速齿轮箱8的第一连接轴连接，电机3和多轴减速齿轮箱8的第二连接轴连接，多轴减速齿轮箱8的输出轴和引风机4连接，电机3的接线端通过开关6接入厂用母线7。

实施例四：

一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、多轴减速齿轮箱8和电机3，小汽轮机1的输出轴和多轴减速齿轮箱8的第一连接轴连接，电机3和多轴减速齿轮箱8的第二连接轴连接，多轴减速齿轮箱8的输出轴和引风机4连接，电机3的接线端通过变频器5和开关6接入厂用母线7。

实施例五：

如图5所示，一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、多轴减速齿轮箱8和电机3，小汽轮机1的输出轴和多轴减速齿轮箱8的第一连接轴连接，电机3和多轴减速齿轮箱8的第二连接轴通过同步自动离合器9连接，多轴减速齿轮箱8的输出轴和引风机4连接，电机3的接线端通过开关6接入厂用母线7。

实施例六：

一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，包括小汽轮机1、多轴减速齿轮箱8和电机3，小汽轮机1的输出轴和多轴减速齿轮箱8的第一连接轴连接，电机3和多轴减速齿轮箱8的第二连接轴通过同步自动离合器9连接，多轴减速齿轮箱8的输出轴和引风机4连接，电机3的接线端通过变频器5和开关6接入厂用母线7。

实施例一（实施例三）具体实施时，小汽轮机采用高转速设计，如设计最高转速6000rpm，采用5400rpm固定转速工作，电机转速与引风机设计转速相匹配，如采用设计转速为745rpm，小汽轮机与电机通过减速齿轮箱（多轴减速齿轮箱）相连接，保持转速匹配，引风机采用动叶可调轴流式固定转速运行。引风机启动时，先由小汽轮机驱动引风机从0转速升速至约750rpm，然后电机开关合闸，通过电机接入厂用母线稳定引风机转速，引风机逐渐开大动叶，增加风机出力，小汽轮机也逐渐开大进汽调节阀，以满足引风机出力需求，直至调节阀全开。小汽轮机与电机功率之和满足引风机TB工况要求，引风机在锅炉BRL工况（额定工况）下功率大约为TB工况的三分之二，选择小汽轮机阀门全开工况满足锅炉BRL工况（也可以优化选择其他功率），电机承担差额部分。在机组正常运行时，小汽轮机进汽调节阀全开，保持高效运行，在机组不同运行工况下，引风机的功率不同，小汽轮机与引风机轴功率之差，由电机提供，由于小汽轮机进汽调节阀全开，不做调节，小汽轮机输出功率大于引风机需求时，电机为发电机工作状态，小汽轮机输出功率不能满足引风机功率需求时，电机为电动机工作状态。

实施例一（实施例三）具体实施时，还可以采用如下方式，小汽轮机采用高转速设计，采用变转速加定速工作方式，如设计最高转速6000rpm，电机转速与风机设计转速相匹配，如采用设计转速为980rpm，与小汽轮机转速5400rpm相对应，小汽轮机与电机通过减速齿轮箱（多轴减速齿轮箱）相连接，保持转速匹配，引风机采用静叶可调轴流式。选择小汽轮机阀门全开工况满足锅炉BRL工况（也可以优化选择其他功率），电机承担差额部分。在小汽轮机进汽调节阀尚未全部开启，功率能够满足单独驱动引风机时，电机开关处于断开状态，引风机由小汽轮机单独驱动，与目前现有技术的汽动引风机（静叶可调轴流式）运行方式（变转速调节）相同，当小汽轮机进汽调节阀接近全开，引风机达到额定转速时，电机开关合闸，引风机进入定速运行方式，通过开大入口导叶，增加引风机出力。

实施例二（实施例四）具体实施时，小汽轮机可采用高转速设计，采用变转速工作，如设计最高转速6000rpm，电机转速与风机设计转速相匹配，如采用设计转速为980rpm，与小汽轮机转速5400rpm相对应，小汽轮机与电机通过减速齿轮箱（多轴减速齿轮箱）相连接，保持转速匹配，电机为变频电机，通过变频器控制，引风机采用离心式，变转速运行。选择小汽轮机阀门全开工况满足锅炉BRL工况（也可以优化选择其他功率），电机承担差额部分。在小汽轮机进汽调节阀尚未全部开启，功率能够满足单独驱动引风机时，电机开关处于断开状态，引风机由小汽轮机单独驱动，与目前现有技术的汽动引风机（离心式）运行方式相同，当小汽轮机进汽调节阀接近全开，引风机约达到额定转速的85%时，电机开关合闸，变频器投入，跟踪电机当前转速加载，当小汽轮机进汽调节阀全开，引风机出力需要进一步增大时，电机将承担功率不足的部分，进入小汽轮机和电机联合驱动状态，由变频器通过控制电机转速调节风机出力。

实施例五（实施例六）具体实施时，基本与实施例三采用静叶可调轴流式引风机（实施例四）时相同，不同之处在于，多轴减速齿轮箱与电机之间设置了同步自动离合器，在电机开关断开的情况下，同步自动离合器脱开，电机退出运行，电机转子处于静止状态，当需要电机投入工作时，电机开关合闸，电机启动，由同步自动离合器啮合，电机投入运行，接待负载。

Claims (5)

1.一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，其特征在于包括小汽轮机（1）、减速齿轮箱（2）和电机（3），小汽轮机（1）的输出轴和减速齿轮箱（2）的输入轴连接，减速齿轮箱（2）的输出轴和电机（3）连接，电机（3）与引风机（4）相连接，电机（3）的接线端通过开关（6）接入厂用母线（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，其特征在于电机（3）的接线端通过变频器（5）和开关（6）连接。

3.一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，其特征在于包括小汽轮机（1）、多轴减速齿轮箱（8）和电机（3），小汽轮机（1）的输出轴和多轴减速齿轮箱（8）的第一连接轴连接，电机（3）和多轴减速齿轮箱的第二连接轴连接，多轴减速齿轮箱的输出轴和引风机（4）连接，电机（3）的接线端通过开关（6）接入厂用母线（7）。

4.根据权利要求3所述的一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，其特征在于电机（3）接线端通过变频器（5）和开关（6）连接。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的一种用于火力发电厂的节能型锅炉引风机驱动系统，其特征在于多轴减速齿轮箱（8）和电机（3）之间设置了同步自动离合器（9）。