国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

    孫濤（1977－）
男，大學本科，工程師，（合肥工業大學電氣與自動化工程學院，安徽，合肥  230009 ）,合肥工業大學工程碩士在讀，現就職于安徽省皖能股份有限公司安全生產部，從事發電廠電氣設備技術管理工作。

摘要：本文對我國目前火電廠風機、水泵調速技術應用情況進行總結，分析存在的問題，提出了變頻改造方案及合理選型的建議，使改造工程能夠最大限度地發揮經濟效益。

關鍵詞：變頻；改造；能耗

Abstract: This article summarizes the applications of timing technique in our country power plant for breeze machine and water pump  currently, analyzes the existent problems, and puts forward the suggestion of reformation project and reasonable choosing type for frequency conversion, in order that the reformation engineering can develop an economic benefit to a great degree.

Key words: Frequency Conversion; Reformation; Energy Consume

1 引言

    節能降耗是我國能源政策的基本方針，是提高資源利用效率和實現資源優化配置的有效途徑。作為發電企業，在市場供過于求，設備利用率下降，競爭日益激烈的市場形勢下，在燃料成本不斷上漲，企業經營壓力越來越大的情況下，通過挖掘內部潛力、降低內耗，實現以最小投入取得最大效益，是提高企業競爭力的有效途徑。

    在火力發電廠中，風機和水泵是最主要的耗電設備，容量大、耗電多，由于這些設備都是長期連續運行和經常處于低負荷及變負荷運行狀態，有很大的節能潛力，因此，提高風機和水泵的運行效率是近年來火電廠節能降耗的焦點所在。

2 風機變頻調速應用分析

    隨著火電機組容量的提高，電站鍋爐風機的容量也在不斷增大，如國產300MW機組，風機的總功率6440kW，占機組容量的3％以上。因此，提高風機的運行效率對降低廠用電率具有重要的作用。

    一般在鍋爐風機容量設計時，單側風機運行時具備帶 75％負荷運行的能力，這主要是從機組運行的安全性出發的；當失去一側送引風機時，機組還能帶75％的負荷運行。所以當雙側風機運行，機組帶滿負荷時，送引風機的設計余量在 20％～30％左右，風門開度一般為50％～60％，這也是從風門調節的靈敏度來考慮的。一般200MW 以下機組配置帶有入口導向葉片的送風機和引風機，如125MW 機組配置 600ｋＷ 送風機兩臺和800kW 引風機兩臺；300MW機組則采用動葉可調的送風機（1800kW）兩臺和靜葉可調的引風機（2200kW）兩臺。這就為風機的變頻調速節能改造造就了巨大的潛力，即使在機組滿負荷運行時，也有20％～30％ 的節電率。

    由于機組的負荷經常變化，為了保證鍋爐的燃燒和負壓的穩定，需要及時調整送、吸風量和煤粉量。在 200MW及以下機組，一般采用調整入口導向葉片的角度（風門開度）的方式來調節風量，這種風門調節的截流損耗一般為30％Pe（額定容量）。在 300MW 及以上機組，則采用調節動、靜葉片的方式來實現風量調節，這種調節方式的截流損耗也在 20％Pe 左右。如果采用變頻調速改造，將完全消除風門和葉片的截流損耗。

    因此，鍋爐送引風機是目前火電廠中應用高壓變頻調速技術進行節能改造的首選和主要對象，尤以引風機為多。一般是一臺鍋爐四臺送引風機同時上變頻調速，或者只上兩臺引風機。其拖動功率一般為 315～2500kW，電壓等級為6kV、10kV。風機的節能潛力大，調速范圍寬，且其功率等級決定了使用高壓變頻改造時其技術性能和經濟性能都較好，系統設計采用標準的一拖一帶工頻旁路方案。

3 水泵變頻調速應用分析

    火力發電機組必須配備的水泵主要有鍋爐給水泵、循環水泵和凝結水泵，其次還有射水泵、低壓加熱器疏水泵、熱網水泵、冷卻水泵、灰漿泵、軸封水泵、除鹽水泵、清水泵、過濾器反洗泵、生活水泵、消防水泵和補給水泵等。這些水泵數量多，總裝機容量大：50MW火電機組的主要配套水泵的總裝機容量為6430kW，占機組容量的12.86％；100MW 機組為10480kW，占 10.48％；300MW 機組為15450kW，占 6.73％。由此可見，水泵是火力發電廠中耗電量最大的一類輔機，提高水泵的運行效率，降低水泵的電耗對降低廠用電率具有舉足輕重的意義。  

    與風機一樣，由于設計中層層加碼，留有過大的富裕量，造成大馬拉小車之外，由于采用節流調節，為滿足生產工藝上的要求，造成更大的能源浪費現象。

    3.1 循環水泵

    循環水泵一般單元機組設置3臺循環水泵，運行方式：一臺運行、一臺備用、一臺檢修，定期切換運行。隨著機組負荷和季節的變化，為了保證機組在合理的經濟真空值運行，需要的冷卻水量是變化的。通常冬季單臺泵運行流量偏大，夏季單臺泵流量不足，需要兩臺泵運行，而兩臺泵的流量又過大。目前國內中等以上容量的機組也有采用調節閥實現冷卻水流量調節的，這種調節方式控制的汽輪機真空度不穩定，不能保證汽輪機的經濟運行，尤其在低負荷運行時，閥門的節流損耗大，泵的運行效率也很低。

    若進行變頻調速改造，既可節能降耗，又能根據機組負荷和季節的變化調節冷卻水的流量，達到汽輪機最有利真空的控制目的，實現了汽輪機真空度的高精度控制和經濟運行的目的。

    3.2 凝結水泵

    凝結水泵一般一臺機組設計二臺110％容量的凝結水泵，一臺運行，一臺備用；大機組采用三臺泵，二臺運行，一臺備用，每臺泵的出力均為55％額定容量。

    凝結水泵若采用變頻調速改造，除了顯著的節能效果外，還可收到改善工藝控制的效果，提高機組的安全經濟運行水平。凝結水泵電動機的功率范圍是500～1500kW，采用高壓變頻改造比較合算。因為凝結水泵一用一備，采用一臺高壓變頻器“一拖二”方案較為經濟，但倒泵時要停變頻器。在經費允許的情況下，也可采用兩臺高壓變頻器“一拖一”的方案；一臺調速泵運行，另一臺調速泵備用，當一臺調速泵的開關跳閘時另一臺調速泵自動投入運行，以確保機組的安全運行。

    3.3 灰漿（渣）泵

    一般兩臺機組共用一個灰漿池，配置３臺灰漿泵，每臺泵的出力均為110％額定容量，還要另加一臺清洗水泵，用來清洗灰漿（渣）泵及管道的積灰。其運行方式是三臺泵輪流間斷運行，操作頻繁，泵和電動機損壞嚴重。因此，灰漿泵是發電廠中最需要進行變頻改造的泵。

    由于灰漿泵的容量為300～500kW，且為6kV高壓電動機，若采用6kV高壓變頻器，沒有這個功率等級的設備，一般都在800kW以上，設備的電流利用率低，投資高，不劃算。因此，可采用“高一低一低”方案，即用一臺變壓器將電壓6kV降為 380V 或690V，用380V（或690V）低壓變頻器，將6kV電動機換成380V或690V電動機，較為經濟合理。為了進一步節省投資，可采用“一拖三”方案，即用一套變頻調速裝置，輪流拖動三臺泵運行。由于灰漿泵為間斷運行方式，泵的切換可采用“冷”切換的方式：停泵—切換—啟動另一臺泵。

    其他還有低加疏水泵、熱網水泵、清水泵、補給水泵和生活水泵等，均為低壓電動機拖動，可根據其運行狀況設計合理的改造方案，這里不再一一贅述。

4 變頻調速改造實施方案

    4.1 變頻器容量的合理選型

    風機水泵變頻調速改造時，要求低投入、高回報，盡可能在短時間內收回投資成本。因此，在變頻調速系統的設計和變頻器功率容量的確定時，要做到經濟合理，避免再次出現“大馬拉小車”的現象。

    一般情況下，對于在生產過程中經常或有時電動機的負載達到或接近其額定容量時，變頻器容量選型應為電動機額定容量的110％，以保證電動機的額定出力。但是在實際生產中，由于設計中的層層加碼，普遍存在著“大馬拉小車”的現象，即使在拖動負載額定出力時，電動機的負載率依然不足，在這種情況下就應根據實際運行工況來選擇合適的變頻器容量，既能滿足生產的需要，又能節省變頻器和相應配套設施的投資。

    為進一步降低變頻器的容量和投資，還可以考慮采用變頻器和入口導葉聯合調節方式，即在30～80％額定風量范圍內采用變頻調速，在80～100％額定風量范圍內則采用入口導葉調節。采用聯合調節方式后，變頻器的容量僅為800kW，使變頻容量和投資降低了近一半，大大降低了改造成本。但這種聯合調節方式存在變頻／工頻動態切換問題，可能影響到機組運行的可靠性，所以在設計時應慎重考慮。

    4.2 變頻器電壓等級的合理選型

    由于我國的供電電壓和電動機制造電壓無1.7kV、2.3kV、3.3kV和4.16kV電壓等級，所以在變頻器選型時可不考慮以上中壓等級的產品。一般200kW 以上的電動機均采用6kV、10kV 電壓等級這個現實來考慮問題。

    （1）對于800～1000kW以上功率的風機水泵，可采用6kV、10kV的直接“高－高”方式的變頻器。為提高可靠性，可設計工頻旁路系統。

    （2）對于 400kW 以下功率等級，考慮到直接采用高－高方式的變頻器不經濟，可采用“高－低－低”方式；即采用6kV／380V進線變壓器，380V變頻器，380V電動機的方案。

    （3）對于 400～800kW 功率等級的改造項目，則宜采用660V變頻器和660V電動機的“高－低－低”方案，因為這個功率等級的設備若采用380 V方案其電流及體積都會太大。

    （4）高－低－高方案因為其體積以及升壓變壓器的技術要求太高而已很少采用。

    4.3 變頻器運行方式的合理選擇

    對于隨機組長期連續運行的重要設備，如送、引風機，進行變頻調速節能改造時，都要采用“一施一”方案，即一臺設備配置一臺110％容量的變頻器，并且要設計工頻旁路系統，當變頻器故障時將設備切換到工頻運行。為了避免因設備的切換影響機組安全運行，還要設計同步切換（Bypass）控制功能，實現真正的平穩無擾動切換。

    對于可以間歇工作的設備，如灰漿（渣）泵等，為了降低改造成本，可以采用“一拖Ｎ”方案，但必須采用“冷”切換方式，以保證變頻器和拖動設備的安全。

5 結論

    綜上所述，火電廠在進行變頻調速改造前期，要做好充分的收資、調研工作，本著最高可靠性、最優經濟性、最小系統異動等原則，從本單位機組的負荷情況、設計余量、場地位置、資金預算等實際情況進行全面考慮，選擇適合本單位具體情況的改造方案，使變頻改造工程最大限度地發揮出經濟效益。