隨著廠網(wǎng)分開，競價(jià)上網(wǎng)日趨激烈，如何降低發(fā)電成本，提高發(fā)電企業(yè)競價(jià)上網(wǎng)的競爭能力，加強(qiáng)內(nèi)部管理，挖潛節(jié)能，是發(fā)電廠必須認(rèn)真研究的一件大事，采用高壓變頻器對(duì)電廠高耗能用電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，不僅能降低廠用電，降低供電煤耗，增大上網(wǎng)用電量帶來直接經(jīng)濟(jì)效益，而且能提高機(jī)組安全可靠性．減少機(jī)組故障。 1變頻調(diào)速節(jié)能原理 從流體力學(xué)的原理得知，使用鼠籠型感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)，軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系為 可見風(fēng)量Q和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速N是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要80%的額定風(fēng)量時(shí)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%，即調(diào)節(jié)頻率到40Hz即可，這時(shí)所需功率將為原來的51.2。 軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系如圖1所示，從風(fēng)機(jī)的運(yùn)行曲線圖來分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。 當(dāng)所需風(fēng)量從Q1減小到Q2時(shí)，如果采用調(diào)節(jié)門的辦法，管網(wǎng)阻力將會(huì)增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)變到新的運(yùn)行工況點(diǎn)B點(diǎn)運(yùn)行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1 下降到n2，其管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變，但風(fēng)機(jī)的特性曲線將下移，因此其運(yùn)行工況點(diǎn)由A點(diǎn)移至c點(diǎn)。此時(shí)所需軸功率P3與面積HB×Q2：成正比。從理論上分析，所節(jié)約的軸功率Delt（P）與H2HBCB的面積成正比。 考慮減速后效率下降和調(diào)速裝置的附加損耗，通過實(shí)踐的統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)類通過調(diào)速控制可節(jié)能30％～60％左右。 2項(xiàng)目改造的意義 我廠3#發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量為125 MW，3#爐送風(fēng)機(jī)兩臺(tái)雙側(cè)布置，目前風(fēng)量調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)檔板來實(shí)現(xiàn)，沒有考慮到能源節(jié)約，而實(shí)際工況，在冬季滿負(fù)荷時(shí)，檔板開度通常在40％～50％之間（平均45％），夏季檔板開度通常在60％～70％之間（平均63％），運(yùn)行電流在76～80A之問，在檔板節(jié)流上造成相當(dāng)大的能源浪費(fèi)，所需風(fēng)量有35％～55％節(jié)余，節(jié)能空間很大，為此節(jié)能降耗的工作開展具有重要意義。 此外，3#爐送風(fēng)機(jī)電機(jī)容量偏大，設(shè)計(jì)院的選型設(shè)計(jì)為800kW，但設(shè)備采購時(shí)不知為何變?yōu)閘 000kw。而且3#機(jī)組長期負(fù)荷是110Mw左右運(yùn)行，送風(fēng)機(jī)電機(jī)容量富裕量過大，改造十分必要，決定上該項(xiàng)目，于是我廠通過多方考察論證后，作出抉擇，去年就購置了廣州智光公司兩套型號(hào)zINvERT—6H1000/06YA的高壓變頻裝置，并且于今年元月份趁3#機(jī)組小修的機(jī)會(huì)投入運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。 3變頻改造后實(shí)際節(jié)能效果 通過兩個(gè)多月的運(yùn)行，節(jié)能效果十分顯著，廠用電率大幅度下降，煤耗降低。為了搞清究竟能節(jié)省少電能，對(duì)此，我廠生技科組織人員于2006年228日進(jìn)行工頻與變頻兩種狀況試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，鍋爐運(yùn)行參比條件基本相同，在負(fù)荷為125 MW、113 MW100 MW、90 MW進(jìn)行能耗對(duì)比測試，為了減少測試帶來的誤差，每種負(fù)荷情況下測量四次，取平均值，測試所用儀器為DK——45C三相多功能現(xiàn)場校驗(yàn)儀（j精度：0.l級(jí)）。測試的數(shù)據(jù)如附表所示。 3．1數(shù)據(jù)分析 從送風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行實(shí)測功率與工頻運(yùn)行實(shí)測功率對(duì)照表中可以看出，在機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行在125 MW時(shí)，A側(cè)送風(fēng)機(jī)變頻在變頻狀態(tài)下4次測得的平均功率為552.825 kW，A側(cè)送風(fēng)機(jī)變頻在工頻狀態(tài)下4次測得的平均功率為744．66kW，故平均節(jié)能值為工頻與變頻狀態(tài)下功率之差為191835 kW，同理B側(cè)節(jié)能值為209.115 kW，因此A、B兩側(cè)送風(fēng)機(jī)在機(jī)組負(fù)荷為125MW條件下的平均節(jié)能值為200.475 kW，節(jié)能效果為26.83％。同理，負(fù)荷在113MW、100 MW、90 MW時(shí)平均節(jié)能值分別為225.678 kW、255838 kW、296.925 kW，相應(yīng)的平均節(jié)能率為34.48％、35.70％、43.04％。 3．2節(jié)能計(jì)算 運(yùn)行時(shí)間按照全年運(yùn)行7200 h，根據(jù)負(fù)荷曲線，假設(shè)運(yùn)行的概率為5％的時(shí)間運(yùn)行在90MW，15％的時(shí)間運(yùn)行在125MW，55％的時(shí)間運(yùn)行在113MW，25%的時(shí)間運(yùn)行在1OO MW。 直接經(jīng)濟(jì)效益分析 1）根據(jù)以上條件計(jì)算，平均一臺(tái)風(fēng)機(jī)按照上述工況在工頻與變頻情況下節(jié)約電量為 △W=200.475×7200×15％+225.678×7200× 55％+255.838×7.200×25％+296.925×7 200×5％ =216 513+893 692.8+460 508.4+106 893 =1677 606.8kW•h 2）增加上網(wǎng)電價(jià)收入=年節(jié)約量×上網(wǎng)電價(jià)（注明：我廠3#機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)0．36 248元/KW•h =1677 606.8 kW•h×0．36 248元/kW•h =608 098.91元 =60.81萬元 從試驗(yàn)情況來看，變頻裝置節(jié)能效果比較顯著，在鍋爐運(yùn)行參比條件相同情況下，#3機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行范圍為90 MW到125 MW時(shí)，單臺(tái)變頻裝置平均節(jié)能的效果為200.475～296.925 kW之間，平均節(jié)能率波動(dòng)范圍為26.83％～43.04％。 氧量對(duì)節(jié)能效果有一定的影響，在滿足鍋爐備工況風(fēng)量的前提下，氧量調(diào)得越低，節(jié)能效果越大，但增加不多。故實(shí)際運(yùn)行時(shí)節(jié)能效果將比試驗(yàn)時(shí)偏高一些，但幅度不大。 大氣壓力、真空度對(duì)節(jié)能效果也有一定影響，試驗(yàn)期間，大氣壓力平均值為100.9 kPa，空氣密度較夏天大，故正常運(yùn)行時(shí)的送風(fēng)機(jī)出力較試驗(yàn)時(shí)偏大，實(shí)際節(jié)能效果較試驗(yàn)偏低。試驗(yàn)期間，真空為-96kPa，夏天時(shí)運(yùn)行真空為-91 kPa，帶相同負(fù)荷時(shí)鍋爐出力增大，送風(fēng)機(jī)節(jié)能效果降低。由于氣候原因，實(shí)際節(jié)能效果稍低于試驗(yàn)工況。 由于采用變頻調(diào)速后，風(fēng)機(jī)經(jīng)常工作在低轉(zhuǎn)速下，因而大大減小了風(fēng)機(jī)葉輪的磨損，減少了風(fēng)機(jī)振動(dòng)和軸承的磨損。延長了風(fēng)機(jī)的大修周期，節(jié)省了檢修費(fèi)用和時(shí)間。 同時(shí)由于工作時(shí)間不用調(diào)節(jié)風(fēng)門，避免了原來調(diào)節(jié)風(fēng)門時(shí)易發(fā)生的揣振現(xiàn)象對(duì)設(shè)備造成的損害。變頻調(diào)速系統(tǒng)可作為軟起動(dòng)器，從而避免了直接起動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的影響。 4結(jié)束語 高壓變頻裝置由于其節(jié)能效果明顯，特別是在低負(fù)荷時(shí)更為顯著，采用變頻調(diào)速后，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟起動(dòng)，延長電機(jī)壽命，送風(fēng)機(jī)擋板全開，也減少了風(fēng)道的振動(dòng)與磨損。良好的節(jié)能效果，會(huì)愈來愈為電力系統(tǒng)所應(yīng)用，具有良好的使用價(jià)值，對(duì)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)具有重要的意義。