一、輔機耗能與鍋爐經(jīng)濟運行的關系：

鍋爐輔機主要包括通風設備，給水與補水泵，熱水循環(huán)泵，燃料處理與輸送設備，出渣、除塵以及水處理設施等。這些設備的正常工作是鍋爐安全與經(jīng)濟運行的重要組成部分。不難設想，輔機經(jīng)常出事故，運行不正常，鍋爐的安全與經(jīng)濟運行就會受到嚴重影響。因此，加強對輔機的合理選配與控制，并不斷進行節(jié)能改造與檢修維護，是非常重要的。

鍋爐輔機設備如此之多，限于篇幅關系，本節(jié)著重介紹鍋爐的通風設備與給水設備及熱水循環(huán)泵。

二、鍋爐通風設備節(jié)電改造：

1. 合理選配風機，防止“大馬拉小車”：

鍋爐鼓風機的風量與風壓是根據(jù)鍋爐最大負荷，即最大燃料消耗量，經(jīng)計算確定的。所計算出的實際空氣量，通常加10％的富余系數(shù)，來選配風機；風壓的大小是根據(jù)燃燒方式、料層與管道阻力等因素經(jīng)計算確定的，并加20％的富余系數(shù)。

同理，引風機的風量也按最大燃料消耗量確定煙氣量，根據(jù)測試結果或經(jīng)驗，選取各部位的漏風系數(shù)，即可得出煙囪底部的最大煙氣量，再加10％的富余系數(shù)，來進行選?。魂P于風壓的確定，系以爐膛到煙囪底部的煙氣流程阻力計算為準，再加20％的富余系數(shù)，并減去煙囪吸力，最后選定引風機型號。

從理論上講，以上有關鼓風機和引風機的選取方法并沒有錯，而問題在于：

①有關鍋爐供熱負荷的統(tǒng)計并不準確，有寧大勿小的思想。因而鍋爐實際運行負荷率較低，達不到鍋爐額定出力，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，主輔機不匹配，影響鍋爐熱效率。

②企業(yè)的用熱負荷并不穩(wěn)定，工況時有變化。尤其是企業(yè)自備的中小型鍋爐，負荷變動頻繁，風機控制方法又比較落后，最大燃料消耗量與最小燃料消耗量所需風量懸殊太大，鍋爐操作難以適應。

③風機風量變化大，偏離了風機特性曲線效率最高區(qū)域，因而風機在低效率下運行，功率因數(shù)低，電耗升高。應根據(jù)實際情況，合理選配風機，使其在高效率區(qū)間工作，并研究風機在變工況下的合理控制技術，是風機節(jié)電潛力所在。

2.改進風機調(diào)節(jié)控制方法：

（1）鼓、引風機聯(lián)鎖控制并采用導向器調(diào)節(jié)　中小型工業(yè)鍋爐的鼓風機或引風機多數(shù)是利用閘板或轉(zhuǎn)動擋板調(diào)節(jié)風量的，風量的減小靠增加節(jié)流阻力實現(xiàn)。風機壓頭有一部分用來克服節(jié)流阻力，致使風機在較低效率下工作，必然多消耗電能，很不經(jīng)濟。有少數(shù)鍋爐仍把調(diào)節(jié)裝置安裝在風機出風口處，這是不對的，應安裝在進風口處。比較經(jīng)濟適用的調(diào)節(jié)方法是改用導向器調(diào)節(jié)。因為導向器可以使氣流在進入風機工作輪前先行轉(zhuǎn)向，達到調(diào)節(jié)風量的目的，比前者優(yōu)越，并可節(jié)電。其結構比較簡單，可根據(jù)實際情況進行改進。

如前所述，鼓風機與引風機是密切相關的，為保證爐膛壓力在微負壓下穩(wěn)定運行，可實施聯(lián)鎖控制，既滿足操作方便要求，又可節(jié)電。

（2）更換與風量相匹配的電機　在現(xiàn)實生產(chǎn)中，由于種種原因，確有風機容量選大，電機功率隨之加大，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，致使電耗升高。更換全套風機，一次性投資加大，很不劃算，可更換與實際風量相匹配的電機功率的方法來實現(xiàn)。此方法需要核算電動機所需功率，現(xiàn)作一簡要介紹。

在風機產(chǎn)品目錄或風機銘牌上所標出的性能參數(shù)，是在風機效率不低于90％時所對應的性能。表中Qnet,ar指燃料的收到基發(fā)熱量，單位是kJ/[m3（kg）]?？諝庀禂?shù)α應為煙囪底部的值。如已知爐膛煙氣出口的空氣系數(shù)，還必須加上該出口至煙囪底部區(qū)間的總漏風系數(shù)。明顯漏風處應封堵后進行測試，然后再乘以燃料消耗量，即為每小時實際排出的煙氣量?？梢娐╋L系數(shù)越大，排出的煙氣量越大，引風機消耗電能越高。

注：Qnet,ar為收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg（m3）；α為爐膛燃燒的空氣系數(shù)，也可表示為αL；Vα為爐膛燃燒生成的煙氣量，m3/kg（m3）。

通過以上計算，如果核算的電機功率與銘牌標注的功率相差不大，就認為是基本合理的。如果核算的功率比銘牌標注的功率小得多，則應更換與實際情況相匹配的電機，便可節(jié)電，促進經(jīng)濟運行。

3.采用變頻調(diào)速與追蹤負載節(jié)電新技術：

（1）變頻調(diào)速技術的應用　交流感應電動機變頻調(diào)速裝置或變頻電機，就是通過改變電源的頻率，對其進行調(diào)速的。

鍋爐用鼓風機、引風機、水泵等，一般均為電動機恒速運轉(zhuǎn)，輸出一定風量或出水量。如要改變風量，以往是通過調(diào)節(jié)風機入口處的擋板或?qū)蚱鞯拈_度來實現(xiàn)；水泵的出水量則是通過調(diào)節(jié)泵出口管道上的調(diào)節(jié)閥開度來達到。風機的風量和水泵的出水量與其轉(zhuǎn)速成正比，其消耗的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。因此，采用變頻調(diào)速技術，改變電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風量或出水量的大小，優(yōu)于過去的落后控制方法，從而達到節(jié)電目的。

變頻調(diào)速技術經(jīng)過許多生產(chǎn)廠家多年的開發(fā)研究與不斷改進，目前已有很大進步，技術相當成熟。通過不少企業(yè)實際應用，證明能較好地解決上述存在的問題，節(jié)電效果顯著。同時，每千瓦容量的造價也有降低，在當前電價上漲的情況下，更顯示出應用該技術的優(yōu)越性。

（2）變頻調(diào)速與恒速追蹤負載綜合節(jié)電新技術　近年來日本神王電氣（北京）有限公司等生產(chǎn)廠家研制出將變頻調(diào)速與恒速追蹤負載一體化的綜合節(jié)電技術，開發(fā)出具有國際先進水平的自適應全自動節(jié)電裝置。應用微電腦和內(nèi)置PID閉環(huán)自動跟蹤控制系統(tǒng)，將數(shù)字技術與通信技術相結合，把普通變頻調(diào)速節(jié)電技術又推上了一個新臺階，使風機、水泵節(jié)電技術進一步完善，成為目前節(jié)電技術的首選設備。

①用于鍋爐額定出力大于供熱負荷，長期處于低負荷下運行，造成輔機選配偏大，與實際不相匹配，存在“大馬拉小車”情況。除更換相匹配的電機外，還可采用變頻調(diào)速與恒速追蹤負載綜合節(jié)電技術，達到雙重節(jié)電。

②工業(yè)鍋爐供熱負荷波動大。由于風機、水泵是按最大供熱負荷選配的，當供熱負荷小時，富余量太大，偏離了特性曲線效率最佳區(qū)間，功率因數(shù)太低，機組效率明顯下降，電耗必然升高。采用變頻調(diào)速與恒速跟蹤負載綜合節(jié)電裝置后，其功能組合可根據(jù)負荷變化的實際情況自由設定，可單一設定，也可組合設定，使功率因數(shù)保持在0.96以上，機組始終處于高效運行狀態(tài)，便可節(jié)電。

③工業(yè)鍋爐使用的風機、水泵負載經(jīng)常發(fā)生變化，但其轉(zhuǎn)速要求保持相對穩(wěn)定，即輸送介質(zhì)壓力保持一定。當電機負載發(fā)生變化時，綜合節(jié)電裝置設有閉環(huán)自動跟蹤控制系統(tǒng)，將測量參數(shù)與設定參數(shù)相比較，自動跟蹤負載的變化，輸入電機負載所需要的電壓，滿足功率所需，而轉(zhuǎn)速保持恒定，最大限度地提高功率因數(shù)在0.96以上，節(jié)電效果顯著。

④變頻調(diào)速與恒速跟蹤負載節(jié)電裝置，均設有軟啟動、軟停車功能，克服了以往電機啟動不平穩(wěn)、噪聲大、啟動電流大，對設備與電網(wǎng)造成沖擊，影響使用壽命等弊病。同時增設了全方位的保護功能，有過電流、過電壓、欠相、欠壓、過熱、瞬時斷電等保護，及時發(fā)出報警，保證安全、靜音運行。

⑤工業(yè)鍋爐尤其是中小型工業(yè)鍋爐，控制方式單一落后，多數(shù)為手動控制，不能與計算機聯(lián)網(wǎng)，無通信功能，無接口，需要更新?lián)Q代。采用節(jié)電器后，這些問題可得到同時解決。

三、鍋爐水泵節(jié)電改造：

1. 鍋爐水泵功能與節(jié)電潛力分析：

鍋爐給水設備有給水泵、補水泵及熱水循環(huán)泵等。這些設備是滿足鍋爐正常供熱與連續(xù)安全運行所必需的。其耗電量的大小占輔機電耗相當大的比例，存在問題與節(jié)電潛力主要表現(xiàn)在以下幾點：

①存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。如同鍋爐通風設備分析的那樣，鍋爐額定出力大于實際供熱負荷，因而負荷率低，造成水泵選配偏大，不相匹配，電耗升高。

②多數(shù)蒸汽鍋爐降壓運行，很少按額定壓力運行。而水泵是按鍋爐額定壓力選配的，且留有一定的裕量，造成水泵揚程高，電機功率大，有浪費電的現(xiàn)象。

③工業(yè)鍋爐供熱負荷波動大，而水泵選配大，變工況調(diào)節(jié)控制方法落后，一般采用調(diào)節(jié)閥門開度來達到，阻力損失大，電耗升高。

④高溫熱水鍋爐多數(shù)按低溫熱水鍋爐運行，且供熱負荷的變化，習慣于用溫度來調(diào)節(jié)，很少用循環(huán)水泵流量進行量調(diào)節(jié)，造成電耗高。

⑤管網(wǎng)布置不合理，阻力損失大，也能造成水泵電耗升高。

2.水泵節(jié)電改造：

（1）鍋爐多級給水泵抽級改造　上述節(jié)電潛力分析中證明，水泵的揚程余量較大，實際給水系統(tǒng)所需要的揚程小于原配套的揚程，存在浪費現(xiàn)象，造成電耗升高。據(jù)此可進行多級泵抽級改造，把富余部分揚程去掉，便可節(jié)電。在改造時應經(jīng)詳細核算，按揚程富余量多少，抽掉一級或幾級葉輪，換上等長度的套管代替便可。抽級后的多級給水泵流量基本不變，揚程隨之降低，軸功率明顯減小，節(jié)電效果顯著，已被很多工廠實踐所證明。水泵抽級改造一般選在進口側較好，方法簡單，普通工廠均可自行改造。

（2）鍋爐單級給水泵切削葉輪改造　根據(jù)水泵的葉輪直徑與流量、揚程和功率的比例關系呈一次方、二次方和三次方的規(guī)律，開發(fā)了切削葉輪外徑節(jié)電法。

該方法的要點是適量切削葉輪外徑，使葉輪外徑與泵殼體之間的間隙比原來適當加大。切削后水泵的轉(zhuǎn)數(shù)保持不變，流量略有減小，揚程呈二次方下降，功率呈三次方降低，因而節(jié)電效果明顯，已被很多工廠實踐所證明。

改造前應經(jīng)詳細測算，按所需揚程等參數(shù)，計算出葉輪外徑切削量，加以適當修正后，作為實際切削量。

3.變頻調(diào)速與恒速追蹤負載綜合節(jié)電新技術：

①水泵應用變頻調(diào)速與風機完全相同，前面已作了詳細講解，在此不贅述。近年來不少企業(yè)的鍋爐給水泵安裝了變頻調(diào)速器，節(jié)電效果明顯。

②鍋爐給水泵、補水泵更適合應用變頻調(diào)速與跟蹤負載綜合節(jié)電技術。因為水泵一般要求具有一定的揚程，即電機轉(zhuǎn)速應恒定。如果原安裝的水泵揚程有裕量，又可按變負荷進行調(diào)節(jié)控制，應用組合設定或單一設定功能，雙重節(jié)電，效果會更好。

③熱水循環(huán)泵同樣可應用綜合節(jié)電技術。對供熱負荷的變化，以往習慣于用溫度來進行調(diào)節(jié)。如果安裝變頻調(diào)速器，用以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，對水泵揚程會受到影響，不能滿足供熱要求。當安裝綜合節(jié)電裝置后，能保持電機恒速運轉(zhuǎn)，并可連續(xù)、準確、自動跟蹤電機負載變化，及時調(diào)整電機輸入電壓，保證電機在高效區(qū)間運行，功率因數(shù)在0.96以上，節(jié)電效果明顯。如果循環(huán)泵揚程有裕量，再加上變負荷調(diào)節(jié)控制，節(jié)電效果會更好。

④水泵節(jié)電改造后，仍可應用綜合節(jié)電技術。因為上述水泵改造只能按實際最大供熱負荷確定，當負荷變小時，水泵仍有節(jié)電潛力。

4.風機、水泵管網(wǎng)改造，減小阻力損失：

有些風機、水泵管網(wǎng)，包括風室結構和煙道等設計、安裝不合理，系統(tǒng)阻力損失大，影響電機電耗升高，諸如渦流損失、急轉(zhuǎn)彎撞擊損失、漏風損失等。要設法進行改造，減小阻力損失，便可節(jié)電。這種節(jié)電潛力普遍存在，不應忽視。只要用心分析并解決實際問題，必然會取得節(jié)電效果。