100MW火力發(fā)電機組送風(fēng)機變頻改造效益分析

[摘要] 本文介紹了山西柳林電廠2×100 MW火力發(fā)電機組送風(fēng)機變頻改造，送風(fēng)機電機通過變頻器調(diào)速后，節(jié)能效益明顯。通過實際應(yīng)用，我們認(rèn)為目前高壓變頻調(diào)速設(shè)備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，值得大力推廣
[關(guān)鍵詞]送風(fēng)機 變頻 效益

0 引言
火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中，當(dāng)發(fā)電負(fù)荷發(fā)生變化時，需要對鍋爐燃燒工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體調(diào)節(jié)方法是通過改變鍋爐的給煤量、風(fēng)量、給水量來進(jìn)行調(diào)節(jié)。而目前各電廠水量、風(fēng)量的調(diào)節(jié)一般是通過改變閥門或擋板的開度來實現(xiàn)的，但這種調(diào)節(jié)方式屬于節(jié)流調(diào)節(jié)，在運行中這種調(diào)節(jié)方式存在許多問題。
1 節(jié)流調(diào)節(jié)方式在運行中存在的問題
1.1節(jié)流調(diào)節(jié)方式浪費電能。鍋爐在設(shè)計時,選用風(fēng)機的額定容量通常大于實際需要量,其配套拖動電機的額定容量則更大。實際運行時不得不關(guān)小風(fēng)門進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)。在我廠,在額定工況下,風(fēng)機風(fēng)門開度僅為60%。在節(jié)流過程中,風(fēng)機特性曲線不變,轉(zhuǎn)速不變,僅僅依靠關(guān)小風(fēng)門,人為增加管道阻力來減小流量。風(fēng)門開度減小，阻力損失相應(yīng)增加,但系統(tǒng)輸入功率并無減小,而是白白損失在節(jié)流過程中。
1.2節(jié)流調(diào)節(jié)的系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度差。由于風(fēng)門的檔板開度與流量的非線性關(guān)系,加上執(zhí)行機構(gòu)機械傳動間隙的影響,檔板開度調(diào)節(jié)既不靈敏又不精確,無法實現(xiàn)流量的快速、準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。
1.3節(jié)流調(diào)節(jié)運行費用大。在節(jié)流調(diào)節(jié)方式中,風(fēng)機長期處于高速、大負(fù)載下運行,消耗電能大,維護(hù)工作量大,設(shè)備壽命低,并且運行現(xiàn)場噪音大。
2 100MW機組送風(fēng)機變頻裝置的應(yīng)用
交流變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一種新型交流傳動技術(shù)。交流變頻調(diào)速裝置充分應(yīng)用了微計算機控制技術(shù)和交流電動機控制技術(shù)，一般采用正弦波脈寬調(diào)制電路，能模擬直流電動機的控制特點對交流電動機進(jìn)行控制，使交流電動機具有直流電動機同樣的調(diào)速性能。過去變頻調(diào)速裝置多為進(jìn)口產(chǎn)品，價值較貴。近年來，國產(chǎn)變頻調(diào)速裝置的生產(chǎn)已經(jīng)上了一個臺階，可靠性逐步提高，價格也有大幅度下降。
柳林電廠一期安裝兩臺2×100MW燃煤發(fā)電機組，每臺發(fā)電機組配置兩臺型號為YKK 560-6、功率900kW、電壓等級6kV并列運行的送風(fēng)機。2005年6月、9月分別在1#機1#送風(fēng)機、2#機2#送風(fēng)機安裝了北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的ＨＡＲＳＶＥＲＴ―Ａ系列高壓變頻器。設(shè)備投運使用以來，運行穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果明顯。尤其是全中文的設(shè)置界面，給調(diào)試和維護(hù)工作帶來很多便利。
3 送風(fēng)機改造后節(jié)能情況分析：
3.1典型工況連續(xù)運行1小時節(jié)能情況
以1小時為單位，考核1小時內(nèi)各段負(fù)荷同工況（出口風(fēng)壓相同、制粉系統(tǒng)運行方式相同）情況下，工頻運行和變頻運行時的節(jié)能效果。
下#1、2送風(fēng)機總耗電的比較：
1#爐


2#爐


注：工頻電耗是指送電機在電壓6kV頻率在50Hz狀態(tài)下負(fù)荷穩(wěn)定運行1小時的實際耗電量。
3.2典型工況連續(xù)運行三天送風(fēng)機節(jié)能情況 單位：萬kWh


3.3送風(fēng)機改造經(jīng)濟效益分析
3.3.1按照單位小時節(jié)能情況分析：
概算按各個負(fù)荷段的平均數(shù)計算，#1爐每小時節(jié)約電量216 kWh，#2爐每小時節(jié)約電量242.25kwh，全天雙機運行共可以節(jié)約電量1.0998萬kwh；以年發(fā)電量完成12億kWh，日完成電量400萬kWh，全年雙機運行300天（相當(dāng)于全年運行7200小時）計算，兩臺送風(fēng)機全部技改后，全年可節(jié)約電量329.94萬kWh，按現(xiàn)電價0.35元/kWh計算，一年可節(jié)約115.47萬元。
3.3.2送風(fēng)機連續(xù)運行三天節(jié)能情況分析：
安裝兩臺送風(fēng)機變頻后，全年可節(jié)約電量263.52萬kWh，按現(xiàn)電價0.35元/kWh計算，一年可節(jié)約92.23萬元。
上述兩結(jié)論從數(shù)據(jù)上看基本相近，說明以上數(shù)據(jù)真實可信．本次變頻效益巨大。
４ 送風(fēng)機變頻改造后對設(shè)備的影響
送風(fēng)機采用變頻運行后，除了節(jié)能和控制特性改善外，風(fēng)機系統(tǒng)的運行工況也明顯改善，有以下優(yōu)點：
4.1實現(xiàn)風(fēng)門全開，不再調(diào)整風(fēng)門，運行自動化程度大為提高，運行和維護(hù)工作量降低。
4.2送風(fēng)機變頻改造后，電機實現(xiàn)了軟啟動，降低了電機的故障率。
4.3功率因數(shù)提高。從電網(wǎng)角度看，工頻運行時功率因數(shù)為0.85左右,變頻運行時功率因數(shù)達(dá)到0.95。因此,即使同樣是滿負(fù)荷運行,變頻運行時,高壓輸入電流明顯比工頻運行時小,這有利于節(jié)能和設(shè)備安全運行。
4.4采用變頻和旁路工頻雙套運行方式，當(dāng)變頻器故障時，電機可投工頻旁路，電機定速運行，不影響設(shè)備運行，保證了機組的安全運行。
５ 結(jié)束語：
將交流變頻調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于鍋爐大型風(fēng)機，不僅節(jié)能，而且大大改善了控制品質(zhì)和運行工況，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，使設(shè)備的運行方式更趨合理，設(shè)備自動化程度、控制水平進(jìn)一步提高。雖然高壓交流變頻調(diào)速裝置的一次性投資較大，但它所帶來的回報是巨大的、長期的，建議大力推廣使用。
參考文獻(xiàn):
[1] 《高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)HARSVERT-A系列技術(shù)手冊》。北京：北京利德華福電氣技術(shù)有限公司，2004
[2] 《值長運行日志》。山西：柳林電廠，2005
[3] 《計算機控制技術(shù)與應(yīng)用》。北京：劉國榮 機械工業(yè)出版社
作者簡介
秦海平（1967-），男，工程師，西安理工大學(xué)畢業(yè),山西柳林電力有限責(zé)任公司,從事電氣技術(shù)管理工作。
張 軍 (1970-), 男，副總工程師，太原理工大學(xué)畢業(yè),山西柳林電力有限責(zé)任公司,從事技術(shù)管理工作。
高衛(wèi)明 (1969-), 男，工程師，主任,太原電力專科學(xué)校畢業(yè),山西柳林電力有限責(zé)任公司,從事技術(shù)管理工作。
孫海榮 (1971-), 男，助理工程師，山西廣播電視學(xué)校畢業(yè),山西柳林電力有限責(zé)任公司,從事電氣運行技術(shù)工作。