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1、电厂锅炉引风机(1.乌海市电力自动化技术公司;2.华电乌达热电公司,内蒙古 乌海 016000)摘 要：文章分析了高压变频器在电厂锅炉风机中的应用，并以实例证明，高压变频器对降低除尘风机的用电率、削减起动电流、提高功率因数、改进工艺水平、提高自动化水平有很好的应用前景。关键词：变频调速；高压变频技术；电厂；锅炉风机 中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：10176921(2022)0700101021 电厂概述华电乌达热电公司隶属中国华电集团公司，现有2150MW火力发电机组，属于热电联产机组，于2022年3月、6月正式发电投产，将来还将新建2600MW热电联产机组。乌达地区
2、盛产煤矿，该区域电厂发电成本较低，效益显著。华电乌达热电公司目前锅炉的引风机采纳液粘调速器、一次风机均采纳风门挡板调整方式。由于液粘调速器效率低下，故障率高，维护困难，风门挡板调整方式节流损失较大，现以锅炉的这两种风机为改造对象对其高压变频调速节能改造节电分析。2022年华电乌达热电公司采纳了湖北三环的高压变频技术。2 锅炉风机工艺华电乌达热电公司锅炉分别配置引风机功率为1 400kW两台，一次风机功率为1 800kW两台。由于机组较小又属于热电联产，所以正常生产时，基本全天满负荷稳定生产运行无改变，只是在大小修时，会因为停炉而减负荷运行。电厂实行分时上网电价，峰价0.24元/kW•
3、;h，谷价0.20元/kW•h，均价0.22元/kW•h。从表1中可看出，由于风机电动机设计有肯定裕度，风机风门开度较小有较大裕量，正常生产过程中，风门挡板两侧必定形成较大的风压差，造成较大的节流损失。2.1 变频改造系统描述本次改造对上述风机进行变频改造，对一台风机新增一台高压变频器，即总共配置2台变频器，将变频器接入到原有的风机电机与高压开关柜中。正常状况下，每台变频器拖动单台风机电机运行。6kV电源经变频装置输入刀闸QS1到高压变频装置，变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机；6kV电源还可经旁路刀闸QS3干脆起动电动机。进出线刀闸和旁路刀闸的作用是：一旦变频装置
4、出现故障，即可立刻断开进出线刀闸QS2，将变频装置隔离，手动合旁路刀闸QS3，在工频电源下起动电机运行。以上进线柜刀闸与变频装置配套供货。注：QF保留用户原高压进线开关柜，QS1、QS2、QS3与变频器配套供货。进线柜的QS1、QS2机械互锁、防止误操作。2.2 变频器的牢靠性设计火力发电厂的风机的运行牢靠性对锅炉运行的影响至关重要，为此，变频器本体在设计上从以下几方面保障变频器的牢靠运行。2.2.1 变压器采纳干式变压器并配置自控风冷。2.2.2 采纳功率单元串联技术，用成熟的低压变频技术实现高压变频输出。2.2.3 采纳特制的绝缘型材及板材，充分保证绝缘要求。2.2.4 脉宽调制波形发生器
5、采纳FPGA硬件生成，避开了软件死机的缺陷。2.2.5 功率单元采纳单元故障旁路措施，大大提高变频器的整体牢靠性。2.2.6 限制与功率单元间采纳光纤通讯，牢靠性及抗干扰性大大提高。2.2.7 逻辑限制采纳西门子PLC及触摸屏，极大提高了工作牢靠性。2.2.8 功率单元电力电子器件采纳进口品牌器件，并大裕量选型。2.2.9 单元柜采纳独特的并联风道，配以德国原装进口风机。2.2.10 限制回路电源采纳双电源，其中一路取自变频器主回路，可自动切换。2.2.11 限制回路及旁路回路均配置高性能UPS，保证掉电15min不影响正常工作。2.3 变频改造后的优点风机改用变频器后，在降低风机转速运行的同
6、时，噪音可大幅度地降低，同时消退了因调整挡板限制风量而造成的管网内气流紊乱和风量调整不精确，以及管网振动和炉膛燃烧不稳等缺陷。运用高压变频器后，风机挡板不须要频繁调整，挡板开度保持在一个比较大的范围内，通过调整变频器的输出频率变更电机的转速，达到调整风量的目的，满意运行工况的要求。风机变频运行后，噪音、振动都将大为减小。在机组变负荷运行方式下，假如风机采纳高效的变频调速驱动系统取代常规的定速驱动系统，无疑可节约大量的节流损耗，节电效果显著，潜力巨大，这已是不争的事实。由于变频调速驱动系统本身具有软起动功能，可使电厂风机实现软起动，避开了由于电动机干脆起动引起的电网冲击和机械冲击，从而可以防止与
7、此有关的一系列事故的发生。例如电动机转子笼条的疲惫断裂，定子端部绕组绝缘损坏击穿等重大事故，提高风机运行的牢靠性。在电力行业，对于很多高压大功率的辅机设备推广和采纳高压变频调速技术，不仅可以取得相当显著的节能效果，是电厂节能降耗的一个有效的途径，而且也得到国家产业政策的支持，代表了今后电力行业节能技改的方向，目前电力行业越来越多的人员对此都已形成广泛共识。采纳变频调速改造后，由于对电机实现真正的软启动，对电机、挡板、高压开关、轴承等设备以及电网的启动冲击大大削减，它们的运用寿命得以延长，可以大幅度节约这些设备的维护费用。另外，变频器高精度宽范围的无级调速功能，不仅全面满意了电厂峰荷动态调整的须
8、要，而且变频器属于高度智能化的新型高科技设备，可与电厂DCS系统实现真正的无缝连接，提高生产效率和机组自动化水平，大大改善电厂的工作和生产环境。3 设备参数3.1 电机铭牌数据3.1.1 锅炉引风机。电机型号：YKK630-2-6电机功率：1 400kW 额定电压：6kV额定电流：164.2A 功率因数：0.86额定转速：1010r/min 调整方式：液粘调速器(转速比为90)输入转速1010 r/min，输出转速要求900 r/min左右液粘调速器型号：NT14C 额定扭矩：14 000NM输入转速：1 000r/min 调速范围：301013.1.2 锅炉一次风机。电机型号：YKK630-
9、4电机功率：1 800kW 额定电压：6KV额定电流：206A 功率因数：0.86额定转速：1 495r/min 调整方式：风门(一百零一叶窗式阀门，显示开度为45，但有两片叶片已固定死全开)简洁换算后开度为60出口流量：10万m3/h 额定出口流量：195 751m3/h入口流量：13万m3/h 出口风压：2 4153Pa3.2 风机运行数据740)this.width=740 border=undefined4 变频改造效益分析4.1 干脆效益内蒙古华电乌达热电股份有限公司的两台高压变频器(SH-HVF-Y6K/2000)在#1机发电量相同工况下，做了#1炉引风机在变频条件和1炉引风机在工
10、频条件下耗电量对比试验。具体试验状况如下：1炉引风机在工频条件下耗电：(查原始报表得知)运行时间： 2022-8-18(200800)发电量：875 700kW•h甲引风机耗电：6 120kW•h乙引风机耗电：5 400 kW•h1炉引风机在变频条件下耗电：(查当日报表得知)运行时间： 2022-11-29(2：008：00)发电量：875 700kW•h甲引风机耗电：4 320kW•h乙引风机耗电：4 320 kW•h节能计算：工频条件下：#1机发电量平均为14.5kW•h的2台引风机平均每小时耗电量为：(6
11、 120+5 400)/6=1 920 kW•h变频条件下：#1机发电量平均为14.5万kW•h的2台引风机平均每小时耗电量为：(4 320+4 320)/6=1 440kW•h平均每小时的节电量WB=1 920-1 440=480kW•h年节电量=48024300=3 456 000kW•h(年正常运行时间按300天计算)年节电收益=3 456 0000.24=82.94万元(电价按每度电0.24元计算)备注：在此计算过程中没有考虑供暖，根据现场实际状况1炉在8月份没有供暖，11月份有供暖。即工频条件时的实际负载没有变频条件时负载大
12、，如将其考虑进去节电量远大于现运算的节电量。同时变频器在发电量越低季节电效果越明显。故以上运算的节电量为最低值。4.2 其他间接收益4.2.1 由于高压变频器卓越的软启动/停止功能(可以零转速启动)，大大减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击，有效减小了电机故障，从而大大延长了电机的检修周期和运用寿命，同时还有效避开了冲击负荷对电网的不利影响。4.2.2 由于变频改造后，原调整阀门全开，不须要再作任何调整，可延长阀门运用寿命，削减检修维护费用。4.2.3 由于变频改造后，原液力耦合器取消，节约了液力耦合器的维护费用。4.2.4 由于高压变频器特有的平滑调整以及引风机电机的转速降低，从而大大削减
13、了风机以及电机的机械磨损，同时降低了轴承、轴瓦的温度，有效削减了检修费用，延长了设备的运用寿命。4.2.5 由于采纳自动限制，进一步提高了设备运行限制和系统运行管理的自动化水平，从而真正实现自动调整，大大增加了运行的平安牢靠性。4.2.6 变频器对电机的爱护功能齐全，大大提高了电机运行的平安稳定行。5 总结华电乌达热电公司采纳了高压变频以后。机组发电厂用电率大幅下降，从10.2下降至9.6。而且风机的噪音也得到了很大程度得降低。公司已经确定将另一台发电机的引风机、一次风机也进行改造，以进一步进行节能工作。参考文献1 张皓，续明进，杨梅高压大功率沟通变频调速技术M机械工业出版社，2022，(1).2 曾毅，等变频调速限制系统的设计与维护(其次版)M济南：山东科学技术出版社，2004，(2).3 姚锡禄变频器限制技术与应用J福建科技，2022，(9). 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页