Повышение экономичности тягодутьевых машин — важное условие экономии топливно-энергетических ресурсов

Известно, что сырье, материалы, энергоресурсы составляют в среднем 65...75 % себестоимости продукции, поэтому экономия этих видов затрат на производство продукции является наиболее результативным средством повышения эффективности общественного производства.
ПО «Сибэнергомаш» является крупным поставщиком тягодутьевых машин (ТДМ) для энергетики и других отраслей народного хозяйства. Номенклатура изготовляемых машин весьма широка. В табл. 1 приводятся основные технические данные сравнительно небольшого вентилятора ВДН-18 и крупного осевого дымососа ДОД-43.
Значительное повышение единичных мощностей энергетических установок привело к необходимости разработки новых крупных тягодутьевых машин. Указанная в таблице мощность, потребляемая дымососом ДОД-43, не является предельной. Мощность приводного электродвигателя вновь разрабатываемых ТДМ достигает 1000 кВт, а мощность, потребляемая вентилятором ВДН-36Х2 энергоблока мощностью 800 МВт с газо-мазутным котлом, составляет 6450 кВт и для его привода применена паровая турбина.
Количество электроэнергии, затрачиваемой на привод тягодутьевых машин, тем меньше, чем совершеннее машина, т. е. чем выше ее КПД. Необходимость экономии электроэнергии особенно заметна при больших абсолютных значениях потребляемой мощности. При проектировании тягодутьевых машин для новых энергетических блоков мощностью 800 МВт с котлами, работающими на твердом топливе, перед НПО ЦКТИ, ВНИИАМом и ПО «Сибэнергомаш» была поставлена задача: обеспечить максимальную экономичность дымососов и вентиляторов с учетом конкретных условий эксплуатации машин. В табл. 2 приведены основные технические характеристики ТДМ, разработанных для этих энергоблоков.
Из табл. 2 видно, что наибольший КПД имеют центробежные дутьевые вентиляторы, рассчитанные на перемещение чистого воздуха и имеющие назад загнутые крыловидные лопатки. На Пермской ГРЭС по условиям компоновки и по требованию проектной организации применен вентилятор осевого типа, имеющий несколько пониженное значение максимального КПД, однако осевые машины имеют более благоприятную регулировочную характеристику; среднеэксплуатационный КПД таких машин находится на уровне аналогичного КПД центробежных машин, а иногда и выше. Все сказанное относится к осевым дымососам.
Несколько меньшее значение КПД имеют дымососы рециркуляции, что обусловлено условиями эксплуатации. Эти дымососы установлены после батарейных золоуловителей (а не электрофильтров) и предназначены для перемещения дымовых газов с повышенным содержанием не уловленной золы, образующей отложения на лопатках ротора. Поэтому в основу проекта была положена аэродинамическая схема НПО ЦКТИ, имеющая почти радиально оканчивающиеся лопатки рабочего колеса, на которых зола откладывается в значительно меньшей степени, чем на назад загнутых лопатках. Поскольку главным оценочным показателем является надежность при эксплуатации, применение дымососов с радиально оканчивающимися лопатками и достаточно высоким КПД (73 %) в таких условиях оправдано.
При проектировании центробежных дутьевых вентиляторов использованы высокоэкономичные аэродинамические схемы НПО ЦКТИ, а в основу проектирования осевых дымососов и вентилятора заложена аэродинамическая схема ЦАГИ — ВНИИАМ.
В целях обеспечения экономичного регулирования все машины будут снабжены направляющими аппаратами. предусмотрена также разработка двухскоростного электродвигателя, что существенно повышает эксплуатационный КПД центробежного вентилятора. Спроектированные машины находятся на современном техническом уровне и отвечают требованиям высшей категории качества.
Однако ограничивать повышение экономичности ТДМ только рамками крупных энергоблоков было бы неверно. До 1975 г. заводами Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения выпускалась весьма широкая номенклатура тягодутьевых машин (дымососов, вентиляторов горячего дутья, мельничных вентиляторов), предназначенных для перемещения дымовых газов, нагретого до 400 °С воздуха и некоторых агрессивных газов при высокой температуре. Коэффициент полезного действия перечисленных машин находился на уровне 70 %. Хотя потребляемая каждой такой машиной мощность сравнительно невелика, суммарные затраты электроэнергии значительны, поскольку велика серийность их выпуска. Необходимо было решать вопрос о замене всего парка ТДМ.
В X и XI пятилетках ПО «Сибэнергомаш» совместно с ВНИИАМом и другими объединениями и заводами отрасли было осуществлено проектирование и внедрение в производство серии экономичных дымососов. На основании научно-исследовательских работ, проведенных специалистами ВНИИАМа, опытно-коиструкторских работ ПО «Сибэнергомаш» и Уралтехэнерго, с учетом опыта эксплуатации были разработаны аэродинамические схемы 0,55-40 и 0,62-40, обеспечивающие высокий КПД и пригодные для перемещения запыленных газов. По предложению ВНИЙАМ и ПО «Сибэнергомаш» было утверждено проектное задание на разработку новой серии дымососов на базе этих аэродинамических схем.
Проектом новой серии было предусмотрено повышение КПД машин с 70 до 82 %, что соответствует снижению расхода электроэнергии на 12...15 %; построение серии дымососов в виде параметрического ряда с коэффициентом прогрессии 1,12, что позволяет обеспечить выпуск дымососов в широком диапазоне необходимых параметров по производительности и давлению с достаточно высоким КПД (табл. 3); разбивка машин по группам и распределение их производства между предприятиями с учетом максимальной унификации узлов и деталей.
В течение X пятилетки освоение новых машин было завершено. В табл. 4 указаны экономический эффект и экономия электроэнергии в народном хозяйстве, полученные благодаря повышению КПД дымососов (только номенклатуры ПО «Сибэнергомаш»).
Для выработки такого количества электроэнергии необходима непрерывная (в течение 7000 ч) работа энергетической установки мощностью около 30 тыс. кВт при расходе около 70 тыс. т условного топлива в год.
Новые аэродинамические схемы оказались более рациональными и по условиям золового износа, что для дымососов является очень существенным фактором. Назад загнутые листовые лопатки новых дымососов по износоустойчивости превосходят рабочие лопатки ранее выпускавшихся машин в 1,5...2 раза. Это дополнительный источник экономии электроэнергии и материальных ресурсов, что при расчете экономического эффекта не учитывалось.
После внедрения в производство все указанные в табл. 4 дымососы в период с 1977 по 1980 гг. были аттестованы на высшую категорию качества и им в установленном порядке присвоен государственный Знак качества.