变频调速技术在火力发电厂风机节能改造中的应用
浅析变频器在火力发电厂中的应用
浅析变频器在火力发电厂中的应用
电动机运行的基本方式是转速不变的定速拖动。
对于控制精度要求不高以及无调速要求的许多场合，定速拖动基本能够满足生产要求。
随着工业化进程的发展，对传动方式提出了可调速拖动的更高要求。
用变频调速装置驱动电动机去拖动风机、水泵及其他机械时，与常规的不调速电机拖动相比，节能效果十分可观。
几十年来工业领域应用的一些单项节能技术，其数量级一般为几个百分点，而采用变频调速技术后，在泵类及机械类工作运行中，可产生30％～40％节能效果，使节能发生了飞跃。
1 变频调速系统负载理论
电力拖动或电力传动系统中，电动机要带动各种机械运转，这些机械就是电动机的负载，负载的性质因机械的不同而异，负载也是被控对象。
对不同的负载，变频调速的内容也不同，需根据控制对象的特点进行应用。
1．1典型负载转矩
被拖动的负载不同，对电动机所提供的转矩性质要求也不同，常把转矩与转速之间的对应关系称为负载转矩特性。
a．恒转矩负载：这类负载有传送带、挤压机等，负载转矩如图1中的直线①。
b．平方转矩负载：这类负载的典型代表是泵与风机。
曲线②给出了这种负载的转矩特性。
负载的转矩与转速的平方成正比。
c．恒功率负载：卷扬机、机床主轴等属于此类负载，曲线③表示了恒功率负载转矩特性。
A点对应的转速与转矩可作为额定量。
B点对应恒功率负载的额定量。
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浅析变频器在火力发电厂中的应用[/align][/b]。
高压变频调速技术在火力发电厂节能中的应用
高压变频调速技术在火力发电厂节能中的应用
谢秀 明 山 东兖矿济三电力有限公 司 山东邹城
２ ７ ２ １ ６ ９
变频调速 方式的节能效果的差异。
【 摘 耍 】本文分析 了 高压 变频调速 系 统的主要 优缺点 ， 并探讨了 各 种 耗 型 （ 如 液 力耦 合 器调 速 、 液 力调 速 离合 器调速 、 电磁转 差 离合 器调 速、 鼠笼式 异 步电动 机定子调 压调速 以及绕 线式 电动机 转子 串电阻调 速） 、 转 差功 率 回馈 型 （ 绕 线式 异步 电动机 的串级调 速 ） 以及 转差功 率 【 关键词 ｌ高 压 变频调速； 火力发电 厂； 优 缺点； 节能效果 不变 型 （ 变级调速 、 变频调 速、 直流电动机调速 ） ， 第一种属于低效调 速 方式 ， 后两种属于高效调 速方式 。 高效 调速方式 的节能效果相 差不大 ， １ ． 引言 近年来 ， 随 着国家节能 减排政 策的大 力推 火电厂的 设备节能 改 因此本文着重讨 论低效 调速方式的节 能效果的差异。
造也开 始 逐步进行 ， 而风机 、 水泵作为火 电厂数量 最多的 辅助 设备， 具
如上所述 ， 目 前 我国采用的低效调 速方式共 有五种， 其差别是 采用 有非 常显著 的节能 空 间。 同时 ， 火电厂装机 容量不断加 大 ， 导致机 组 的 的变频 器类型不同 ， 但它们存在一 个共同点， 也就 是各低效调 速方式 的 调峰力度随 之增大 ， 机 组的负荷在 运行周期 内也 有较大 范围的改变 ， 实 调速效率等于转 速比 （ ｎ 、 ＝ ｎ ， ／ ｎ ， ＝ ｉ ） ， 但其 节能效果仍存 在很大 差别
３ ） 在 变频调 速 系统 发生 故障或 者有其 他经济 运行方案 需要 时， 变 频 装置可停止运 行， 此时 设备 的电能将 由电 网直接 供给 ， 这就确 保了再 系统 故障 时， 风机 、 水泵等设备 的运行 不受影 响， 或 者在更 为经济的运 行 条件下 ， 如 设备在额 定频率范 围状态下 工作 ， 此 时采用节流等 方式 调 节 更为经济 ， 这 样 既保证 了整 个电力系统的安 全可靠 ， 又使 得系统的 节 能效 果更为显著。 ４ ） 变频 调速 装 置除了可以调 节流 量外 ， 还 可以 同时作为 电动机 的 软 启动 装置使用。 ２ ． ２ 主要缺点分析 １ ） 虽然理 论上变频 调速 系统可适 用绝大 部分 设备 的节能 改造 ， 但 目前在 高压 大容量 传动 设 备中还 不能 普遍 推广， 其主 要原 因有两个 方 面： 一方面是火 电厂装 机容量越 来越大 ， 与之相适 应的辅 助机组 供电电 压 可达到 ３ １ ０ ｋ Ｖ ， 但功 率开关器件往 往不能承受如此 高的 电压 ； 另—方 面是 高压大功率 变频调速 系统 无论是设 计． 生产还 是安装运 行， 都需要 较 高的技 术 ， 其 经济成 本也较 高， 而过高的 投入将造成设 备改造后 无法 取得 实际的经济和节 能效益 。 ２ ） 变 频器分 为电流 型和 电压 型两 种类 型， 二者 的共 同点是产生 的 电流或 电压 的波形均为高次谐 波， 因此设备及其供 电电源的运行将 受到 很 多负面影 响。 较典型 的表现是 ， 电动机在 运行过 程中由于高次谐波 的 影 响将产生更 多的附 加损耗 ， 温升 随之增加 ， 进而导 致其效率和 功率因 数 均降低 、 噪声增 大等 问题 。 此外 ， 电动 机转矩 在高次 谐波 的影响下 降
变频技术在火电厂高压风机上的应用
变频技术在火电厂高压风机上的应用随着现代化工业的不断发展，火电厂的产能和能源利用效率也受到越来越高的要求。
高压风机作为火电厂中的重要设备，起着输送煤粉、加热烟气等关键作用。
为了提高高压风机的运行效率和降低生产成本，变频技术应用于高压风机中已成为趋势。
众所周知，火电厂的高压风机通常采用机械调速和旋转调速等传统方式控制运行速度。
然而，这种方法存在许多限制和不足之处。
例如，机械调速方式的调速范围较窄，同时对设备的维护和调整要求较高。
旋转调速方式又存在依赖于市电频率变化的问题，无法满足高压风机在不同载荷下的要求。
变频调速技术的出现，有效解决了这些问题。
简单来说，变频调速技术通过改变高压风机的电源频率，实现对高压风机转速的自动控制。
它克服了其他调速方式存在的种种限制，为高压风机的优化控制提供了新思路。
具体而言，变频技术在高压风机上的应用主要体现在以下几个方面。
其一，变频技术可有效提高高压风机的能效。
通过变频控制，可以实现对高压风机转速的精准调节，减小机械损耗，改善整个系统的效率，降低运行成本。
研究表明，在同等负载下，使用变频调速技术的高压风机比机械调速方式可节约能源20%以上。
其二，变频技术在保护高压风机方面也发挥了积极作用。
高压风机的运行过程中，高速旋转的转子容易产生不平衡和振动及噪声等问题，这会导致高压风机的寿命降低。
利用变频调速技术，可以有效控制风机的转速和输出功率，降低部件的磨损和噪音，提高设备的使用寿命和稳定性。
其三，变频调速技术还可以提高高压风机的生产效率。
火电厂的煤粉输送等的生产任务经常会受到影响，如果高压风机的运行速度不能及时调节，容易出现过负荷或欠负荷等情况。
而通过变频调速系统，可以根据系统的负载需求控制高压风机的转速，实现全面的自动化运行，大大提高生产效率和稳定性。
因此，在现代化工业发展的大背景下，火电厂应积极采用变频技术来提高高压风机的效率和生产效率，为行业的发展做出应有的贡献。
变频器在火力发电厂风机中的应用
变频器在火力发电厂风机中的应用摘要：随着电力行业改革的不断深化，国家电改方案对电厂的成本控制提出了要求，降低内部电耗成为电厂关注焦点。
风机是火力发电厂最主要的耗电设备之一，且容量大，耗电多，加上这些设备都是长期连续和常常处于低负荷及变负荷运行状态，其经济运行直接关系到厂用电率的高低。
如果采用变频器对风机进行变频调速，可实现对风量的调节以满足负荷的变动，这样既能满足生产要求，又可节约大量电能。
基于此，本文就变频器在火力发电厂风机中的应用展开了讨论。
关键词：变频；火力发电厂；风机1变频器在火力发电厂风机中的应用优势城市生产生活的需要，促进了我国火力发电厂的迅速发展。
而由于不断增加的机组总装机容量造成的负荷大，也使得机组调峰能力需要加强。
电网负荷变化影响机组运行状态，特别是带基荷机组，会造成水泵类辅机、风机等高压拖动电机容量超出，这样便造成了严重的浪费。
变频器在火力发电厂风机当中的合理应用能够显著改善风机系统的整体性能，并且其改善之后的技术指标能够实现降低工作压力、反馈串级方式调速、变极调速模式、靠液力耦合器等方式来实现转速调节。
变频器之下的风机调速系统具备较高的调速准确度，显著的能源节省效果、大范围的转速调节范围以及极大程度的转速调节系统的保护等优势，其在当前火力发电厂风机当中的应用效果非常明显，许多火力发电厂企业已经认可这种改造方式。
在可靠性安全工作、维护维修以及安装使用等多方面有着常规风机工作系统无法替代的优势。
由此可见，变频器在火力发电厂风机当中的应用是火力发电厂所必然需要面对的挑战以及有待完成的任务。
2变频器应用时要注意的问题（1）变频器选择电缆。
变频器连接电动机，需要的电缆选择。
而选择电缆要注意两点。
—是对谐波的影响进行深入的考虑，只要是高压变频器，就会产生谐波。
减少谐波要根据厂家情况和没备牦点分析。
二是倘若电动机低频运行，尽管会降低输出功率，但也会因此降低变频器的输出电压，甚至还会造成电流的上升。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用一、变频技术的原理变频技术是指通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
在传统的交流电机中，电源的频率是固定的，因此电机的转速也是固定的。
而通过变频技术，可以改变电源的频率，从而控制电机的转速，实现对电机速度的精准控制。
变频技术主要由变频器、电机和控制系统三个部分组成。
变频器是变频技术的核心设备，它可以根据控制系统发送的指令，改变电源的频率，从而控制电机的转速。
变频技术可以实现电机的软启动、恒定转矩输出和瞬时停机等功能，能够有效提高电机的运行效率，降低能耗。
二、风机节能改造的意义在工业生产中，风机是一个重要的能源设备，广泛应用于通风、送风、排烟等环节。
在风机的运行过程中，由于电机的固定转速以及传统的风门调节方式，常常导致风机运行效率低下，能耗大。
风机节能改造成为了一个重要的议题。
通过风机节能改造，不仅可以降低能耗，减少生产成本，还可以减少对环境的污染，实现可持续发展。
1. 风机变频调速系统通过在风机电机上安装变频器，可以实现风机的变频调速。
在风机的运行过程中，通过改变电源的频率，可以实现对风机转速的精准控制，从而实现风机的节能运行。
通过变频调速系统，还可以实现风机的软启动和瞬时停机功能，有效避免了电机长时间启动过程中的电压冲击和电流冲击，保护了电机设备，延长了设备的使用寿命。
2. 风机气动性能优化通过变频技术，可以对风机进行气动性能优化。
传统的风门调节方式往往无法准确控制风机的输出风量，通过变频技术可以实现对风机转速的精准控制，从而实现对风机输出风量的精确调节，达到最佳运行状态。
通过气动性能优化，可以最大限度地提高风机的运行效率，降低能耗。
3. 节能效果与经济收益通过变频技术在风机节能改造中的应用，可以实现风机的节能运行。
根据实际数据显示，采用变频调速系统后，风机的能耗可以降低20%~60%，节能效果显著。
风机的运行稳定性得到了提高，减少了设备的维护成本。
在风机节能改造中，虽然需要一定的投资成本，但是由于节能效果显著，可以在数年内收回成本，并且在以后的运行中获得长期的经济收益。
变频调速装置在火电厂中的应用
变频调速装置在火电厂中的应用随着现代工业技术的发展，越来越多的设备和系统开始采用变频技术。
其中，变频调速装置是一项重要的技术，可以实现对电动机的控制和调速，被广泛应用于工业生产中的许多领域，而在火电厂中，变频调速装置的应用也日益普及。
一、火电厂变频调速装置的原理和作用火电厂的主要设备包括汽轮发电机、锅炉、给水、循环水、鼓风机、燃煤机、风机、水泵等各种旋转设备。
在传统的控制方式中，这些设备的控制采用的是开关控制，使得设备在运转过程中只有高速和低速两个状态，不能按照实际需要进行逐步的控制。
而采用变频调速技术，可以使这些设备根据实际需求进行精准的控制，从而达到提高效率、节能降耗、提升质量等目的。
变频调速装置的原理是将电源的变频器输出交流电源转换为与电动机相适应的供电频率，实现对电动机的精确控制。
比如在火电厂中，锅炉给水泵需要按照水位的高低控制水流量，而控制水流量就需要精确地控制泵的转速，这个时候采用变频调速装置就非常适合，可以根据水位的高低对泵的转速进行精准的调整，满足给水要求。
二、火电厂变频调速装置的应用1、锅炉给水系统在火电厂中，锅炉给水系统是一个非常重要的系统，它关系到火电厂的正常运行和发电效率。
在给水系统中，采用变频调速装置可以减少水泵电机的启停次数，降低水泵的运行负荷，从而可以降低设备的维护成本，提高设备的使用寿命。
2、循环水系统火电厂的循环水系统也是一个非常重要的系统。
在循环水系统中，采用变频调速技术可以调节水泵的转速，使得水泵的出水温度和水流量达到最佳状态，从而保证系统的正常运行。
3、鼓风机系统火电厂的燃煤机需要用到鼓风机系统，才能保证燃烧室中的空气充足，从而保证燃烧效率。
而在鼓风机系统中，变频调速装置的应用可以根据煤炭的燃烧状况调节鼓风机的出风量和压力，提高鼓风机的运行效率。
4、燃煤输送系统在火电厂中，燃煤输送系统也需要采用变频调速技术，调节煤炭输送的速度和流量，保证煤炭的稳定输送，从而保证燃煤机的正常运行。
火电厂中变频调速技术的节能应用
火电厂中变频调速技术的节能应用摘要：在长期的社会发展过程中，火电厂也得到了进一步的发展与进步。
依据变频调速技术的原理，来把变频调速技术合理的应用到火电厂的设备之中，有利于对发电设备技能，从而能够减少成本并提高生产效率，这对于火电厂的发展有重要的作用。
因此，本文就针对于“火电厂中变频调速技术的节能”进行简单的研究，以供参考。
关键词：火电厂；变频调速技术；节能应用一、变频调速技术概述从本质上来说，变频调速技术主要是以变频调速系统作为实际应用，其核心部分是变频器和控制器。
其系统的工作原理是根据电动机的转速与其输入频率具有一定的比例关系，这样通过改变电动机频率值进而改变电动机转速。
（一）变频器简单来说，变频调速系统中的变频器，主要就是将接收的参数为380V、50Hz三相电源转换为可调节频率的三相电源。
根据变频器的变频的原理可将变频器分为直接变频和间接变频两种形式。
直接变频的形式为交-交变频；间接变频的形式为交-直-交变频。
所谓的间接变频就是将交流电通过整流器后变为直流电，之后再通过逆变器作用后调制成为频率可调的交流电。
（二）控制器变频调速系统当中的控制器能够产生脉宽调制波形，驱动变频器的功率开关管，得以输出正弦三相交流电，从而使电动机在规定的转速下运转。
通过脉宽调制方法改变矩形脉冲的宽度就可以达到控制逆变器输出的交流基波电压幅值目的，通过调整调制矩形脉冲波形的频率就能达到控制交流基波电压的频率目的，这样实现了变频调速对电压和频率协调控制的要求。
变频控制器通过单片机等设备进行软件编程实现其控制功能[1]。
二、变频调速器概述通常情况下，我们会将变频调速的设备统称为变频调速器，其工作原理是：将原有的工作频率电源，通过调整电机的转动速度而改变工作电源的频率，使之转变为其他频率的交流性电源，来达到使电机改变原有的运行速度的一种设备。
（一）用途就针对于目前的实际情况来看，变频调速器在众多的生产行业领域中都有用到，并且已在多种电机上进行了变频调速工作，为多种电机匹配出与之相符合的运行速度和频率电源。
从节能改造视角谈变频技术在电厂中的应用
从节能改造视角谈变频技术在电厂中的应用变频调速技术是目前世界上技术先进、性能可靠的交流调速方式。
目前变频器虽然在技术和价格上还存在一定难题，随着电力电子技术和变频调速技术的不断发展，变频调速技术在发电厂的应用也将更为广泛，这一技术的推广应用将为火力发电厂在节能降耗、提高经济效益、提高上网电价的竞争力方面发挥巨大的作用。
标签：变频技术发电厂节能应用1变频调速系统简介1.1变频器的产生背景异步电动机是生产企业最主要的动力设备之一。
作为高能耗设备，其输出功率往往不能随负荷按比例变化。
很多现代工业工程中需要对设备的转速进行控制，例如造纸机转速、水泵转速、风机转速等等。
近年来，随着变频器技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为十分有前途的事业。
变频器可以根据负荷的变化或者控制要求随时改变电动机的转速，从而起到明显的节能效果。
目前，这已经成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1.2变频器简介目前的变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等部分组成。
整流部分一般为三相桥式整流器，逆变部分为绝缘栅双极晶体管(IGBT)三相桥式逆变器，且输出为脉宽调制(PWM)波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
现在，全世界范围内的变频器应用极为广泛。
主流的变频器品牌包括：ABB、西门子、丹佛斯、施耐德等，基本上所有著名电气设备厂商都有一系列的产品推出。
从产品工艺和应用技术上来看，现在的变频器已经非常成熟。
1.3变频器调速原理变频器通过控制电压和频率来实现调节转速。
电机学中有如下公式：n=60f(1－s)/p(1)式中：n—异步电动机的转速；f—异步电动机的频率；S—电动机转差率；P—电动机极对数。
变频技术在火电厂高压风机上的应用
变频技术在火电厂高压风机上的应用火电厂是以煤炭、油、天然气等为燃料，通过燃烧产生高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机组发电的重要能源供应装置。
在火电厂的发电过程中，高压风机扮演着至关重要的角色。
高压风机用来供应燃烧所需要的空气，支持煤粉燃烧，保证发电机组的正常运行。
传统的高压风机存在着一系列的问题，如固定转速的不灵活性、能耗高以及运行维护难度大等。
为了解决这些问题，火电厂逐渐引入变频技术在高压风机上的应用。
变频技术可以使高压风机实现无级调速，从而适应不同负荷条件下的运行要求。
通过变频调速，可以在不改变风机结构的情况下，实现对风机运行参数的精确控制，提高工作效率，降低能耗。
变频调速还可以有效减少起停次数，从而延长设备的使用寿命。
变频技术还可以提供相关的监测、保护和诊断功能。
通过变频器对高压风机进行监控，可以实时获取风机的运行状态、电流、电压等关键数据，并根据实际情况进行相应的调整和优化。
一旦发现异常情况，变频器可以及时发出警报，并采取相应的保护措施，保证设备的安全运行。
变频技术还可以实现多机组并网运行，提高整体的运行可靠性和稳定性。
当一台高压风机停机时，其他机组可以通过变频器自动调整运行参数，保证整个系统的平稳运行。
这种多机组并网运行方式不仅可以提高系统的适应能力，还可以降低整个系统的能耗，提高发电的经济效益。
变频技术在火电厂高压风机上的应用，不仅可以提高设备的运行效率，降低能耗，还可以提供监测、保护和诊断功能，改善设备的稳定性和可靠性。
随着技术的不断进步，变频技术在火电厂高压风机上的应用将会越来越广泛，为火电厂的发电过程带来更多的便利和效益。
变频调速技术在火电厂风机节能改造中的应用
Ｋ ａｅ ｓ ｉ ｒ ｗ ｋ ｊ Ｗ．Ｎ ｍｅｉ ｌ ｏ ｅｉｇｏ ｅｅｅ ｔｃｆ ｌ Ｖ ｓ ｂ ｕ ｒ ａ ｍ ｄ ｌ ｆ ｈ ｌ ｒ ｅ ｉ Ｈ ｕ 。 ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｉ ｄ ｎ
少在最 大工况下运行 ， 由风机 的运转特性得 到 ：
统中， 风量 的调节 都是 通过 调节 风 门挡 板实 现 的 ， 一 般情况 下 ， 机 风 门 的平 均 开度 不 到 ８％ ， 用 电 风 ０ 在 低谷 和发 电厂 降低 发 电 出力 时 ， 是要 大 幅度 地 进 更 行节 流调 节 。这 种 调节 方 式 最 为 简单 ， 老 的发 电 在 机组被 广 泛应 用 ， 这 种 节 流 调 节 方 式 ， 机 效 率 但 风 低 ， 多 电力 白 白地 消耗在 风 门挡 板上 ， 许 因为在节 流
因此 节 电的潜力 非 曾之大 。
根 据贵 阳电厂 运行 经验 可 知 ， 一般 风 机 是在 平
板 ， 约 了损耗 在风 门挡 板上 的能量 ， 节 有效 地 解决 了
风机 由于调节而产 生的大量损耗 ， 以其优 异的调 整性 能和显 著 的节 电效果 ， 使风机处于较 经济 的状态 下运 行， 如果 广泛地 推广 采用 此项 技术 ， 风机 进 行技 术 对
２１ ０ １年 ｌ ２月 第 ｌ ４卷 第 １ ２期
２１ ０ １，Ｖｏ ，１ ｌ ４，Ｎ ． ２ ｏ １
贵州 电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ ＯＷ ＥＲ ＣＰ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
专 题研 讨
Ｓ ｅ ｉｌＲｅ ｒｓ ｐ ｃａ ｐｏｔ
变 频 调 速 技 术在 火 电厂风 机 节 能 改造 中的应 用
的过程 中， 风机的特性 曲线基本未改变 ， 仅靠调节风 门挡板 、 加管道 阻力来 减 少流量 ， 际风机 的功 率 增 实
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节能技术
变频调速技术在火力发电厂风机节能改造中的应用
程芳林1, 钱 锋2
(1.深圳月亮湾燃机电厂,广东深圳518054;2.上海发电设备成套设计研究所,上海200240)
摘 要:该文从节能角度阐述了老机组风机改造中应用变频调速技术的经济效益。
关键词:火力发电厂;风机;节能改造;变频调速
中图分类号:T K223.26 文献标识码:A 文章编号:16712086X (2002)0320035202
Application of the Frequency T ransformation Speed R egulation
T echnique Energy 2Saving R enovations of Pow er Plant F ans
CHEN Fang 2lin 1, Q IAN Feng 2
(1.Shenzhen Yueliangwan G as Turbine Power Plant ,Guangdong Shenzhen 518054,China ;
2.Shanghai Power Equipment Research Institute ,Shanghai 200240,China )
Abstract :The paper ,from the point of view of energy saving ,explains the economic gain available by applying the frequency transformation speed regulation technique in renovation jobs of fans of old sets.
K ey w ords :thermal power plant ;fan ;energy saving renovation ;frequency transformation speed regulation
收稿日期:2000211217
作者简介:程芳林(1970-),深圳月亮湾燃机电厂付总工程师,主要从事技术管理工作。
0 前言
变频调速技术在现代各项技术发展中,代表了电力传动技术的一个主要发展方向,它以体积小、重量轻、精度高、通用性强、工艺先进、功能丰富、保护齐全、可靠性高、操作简便等优点广泛应用于各行各业。
无数实例证明,变频调速是电机调速的最佳方式,是火力发电厂技术改造和产品更新换代的理想设备,特别是近年来高压大功率,新型元器件的研制、开发和推广,使变频调速在老电厂的节能改造中应用,有了进一步的可能。
1 火力发电厂采用调频调速技术的
意义
中型火力发电厂中,老机组厂用电约占总发电量的9%,也就是说发电机组每发100kW ・h
电,大约有9kW ・h 电被发电厂自身耗掉,在被耗
掉的这些电中,风机(引风机和送风机)是主要的耗电设备之一,比如,在50MW 的一台发电机组中,引风机和送风机的功率总和是626kW ,约占全厂自耗电量的14%,目前绝大多数锅炉的燃烧系统中,风量的调节都是通过调节风门挡板实现的,一般情况下,风机风门的平均开度不到80%,在用电低谷和发电厂降低发电出力时,更是要大幅度地进行节流调节。
这种调节方式最为简单,在老的发电机组被广泛应用,但这种节流调节方式,风机效率低,许多电力白白地消耗在风门挡板上,因为在节流的过程中,风机的特性曲线基本未改变,仅靠调节风门档板、增加管道阻力来减少流量,实际风机的功率并没有相应减少,大量的能量损失在节流过程中。
应用变频调速技术,由于变速调节没有了风
・
53・变频调速技术在火力发电厂风机节能改造中的应用发电设备(2002No.3)
门挡板,节约了损耗在风门挡板上的能量,有效地解决了风机由于调节而产生的大量损耗,以其优异的调速性能和显著的节电效果,使风机处于较经济的状态下运行,如果广泛地推广采用此项技术,对风机进行技术改造,对提高自动化水平和节能都有着重大的意义。
2 变频调速的工作原理
我们知道,异步电动机的转速与电源的频率成正比,改变电动机定子供电频率就改变了电动机的转速。
这就是变频调速。
电站锅炉风机大多采用交流异步电动机,这就使风机变频调速成为了可能,首先利用变频装置将电网50Hz 交流电整流为直流电,再将直流电逆变为频率可调、电压可调的交流电,以此来调整电动机———即风机的转速,使得燃烧空气的供给适量,达到节能的目的。
变频调速的特点是效率高,调速范围大,无级调速,精度高,如果管理得当,能够实现协调控制和闭环控制。
3 如何在老机组的风机上应用变频
调速技术
在电力生产中,由于燃料的构成及热负荷随季节的变化较大,因此,锅炉燃烧所需的空气量也
相应有较大变化,空气量太少,燃烧将不充分;相反,空气太多,部分热量将由烟囱排出,由此而知,燃料能否充分燃烧是影响电厂总效益的关键,而配置给锅炉的风机,设计是按需要的最大风量设计、选型,而实际上极少在最大工况下运行,由风机的运转特性得到:
(1)改变风机转速时,流量与转速成正比;(2)风机的电机轴功率与转速立方成正比。
由此得知,转速若降低,风机轴功率则成三次方关系下降,亦即风机所损耗的电能将大大下降。
例如,风量下降到80%,则转速也下降80%,如不考虑由转速降低而引起的效率下降及一些其它因素的影响,其轴功率下降到额定功率的(0.8)3为51.2%。
因此节电的潜力非常之大。
在实际的操作时,当选定一改造项目后,首先
要进行的工作是收集资料,并在该欲改造的风机的电动机动力接线中接入一个电度表,连续工作一个月后,记录该风机的月耗电数,以备计算该项目的节能效果时参考,也可按电动机铭牌所标功率,计算一个月连续工作的耗电数。
在接入变频调速装置后,将风门档板开至最大,并根据各参量变化(燃料、负荷、天气等),将锅炉的燃烧状况调至最佳状态,连续工作一个月后做好月耗电记录。
由此可以做出风机应用变频调速技术改造前后的对比,确定一实测的节电效果。
4 节能经济效益分析
根据运行经验可知,一般电站的风机是在平均80%的最大工况下运行,即平均需要风量为设计风量减少20%,根据风机的特性可知,相应的电动机转速也降低20%,即实际风机功率降为:(0.8)3≈0.51,则风机节电近50%,如果去掉其它因素,采用调频调速技术后,风机约节电45%。
例如:一台50MW 的发电机组,鼓风机和引风机的总功率为626kW ,机组按年运行8000h 计算,则可节省电力为626kW ×8000h ×45%≈225kW ・h 。
以上海上网电价0.38元/kW ・h 计算,每月可节省电费:0.38元/kW ・h ×225kW ・h ÷12月=7.125万元/月
为保证投入设备的可靠性,如果调频调速主要元件选用ABB 或西门子等质量较好公司产品,则每千瓦单位的投资约为2000元/kW ,即:
2000元/kW ×626kW =125.2万元投资回收期=
总投资月节电效益=125.2万元
7.125万元
=17.6
月
即,大约1年半可以收回全部投资。
5 结论
火力发电厂风机选用变频调速技术,已充分显示出其优越性,改变了传统的调节方式,而且由于变频器所能提供的设定、控制、保护、故障显示、记录等多种功能,可方便地运用到自动控制领域,更为重要的是它具有非常显著的节能效果,是老电厂技术改造和节能降耗的理想设备。
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63・发电设备(2002No.3)变频调速技术在火力发电厂风机节能改造中的应用。