[摘要] 本文介紹了山西柳林電廠2×100 MW火力發(fā)電機組送風機變頻改造,送風機電機通過變頻器調(diào)速后,節(jié)能效益明顯。通過實際應用,我們認為目前高壓變頻調(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] 送風機 變頻 效益
引言
火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中,當發(fā)電負荷發(fā)生變化時,需要對鍋爐燃燒工況進行調(diào)節(jié)。具體調(diào)節(jié)方法是通過改變鍋爐的給煤量、風量、給水量來進行調(diào)節(jié)。而目前各電廠水量、風量的調(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)小風門進行節(jié)流調(diào)節(jié)。在我廠,在額定工況下,風機風門開度僅為60%。在節(jié)流過程中,風機特性曲線不變,轉(zhuǎn)速不變,僅僅依靠關(guān)小風門,人為增加管道阻力來減小流量。風門開度減小,阻力損失相應增加,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,風機長期處于高速、大負載下運行,消耗電能大,維護工作量大,設(shè)備壽命低,并且運行現(xiàn)場噪音大。
2、100MW機組送風機變頻裝置的應用
交流變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀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并列運行的送風機。2005年6月、9月分別在1#機1#送風機、2#機2#送風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)試和維護工作帶來很多便利。
3、送風機改造后節(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)各段負荷同工況(出口風壓相同、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送風機總耗電的比較:
注:工頻電耗是指送電機在電壓6kV頻率在50Hz狀態(tài)下負荷穩(wěn)定運行1小時的實際耗電量。
3.2典型工況連續(xù)運行三天送風機節(jié)能情況
3.3送風機改造經(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(相當于全年運行7200小時)計算,兩臺送風機全部技改后,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送風機連續(xù)運行三天節(jié)能情況分析:
安裝兩臺送風機變頻后,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、送風機變頻改造后對設(shè)備的影響
送風機采用變頻運行后,除了節(jié)能和控制特性改善外,風機系統(tǒng)的運行工況也明顯改善,有以下優(yōu)點:
4.1實現(xiàn)風門全開,不再調(diào)整風門,運行自動化程度大為提高,運行和維護工作量降低。
4.2送風機變頻改造后,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)達到0.95。因此,即使同樣是滿負荷運行,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)裝置應用于鍋爐大型風機,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:
[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,西安理工大學畢業(yè),山西柳林電力有限責任公司,從事電氣技術(shù)管理工作。
張 軍 (1970-), 男,副總工程師,太原理工大學畢業(yè),山西柳林電力有限責任公司,從事技術(shù)管理工作。
高衛(wèi)明 (1969-), 男,工程師,主任,太原電力專科學校畢業(yè),山西柳林電力有限責任公司,從事技術(shù)管理工作。
孫海榮 (1971-), 男,助理工程師,山西廣播電視學校畢業(yè),山西柳林電力有限責任公司,從事電氣運行技術(shù)工作。