变频器在电厂一次风机中压变频改造实例.doc

--------------------校验:_____________--------------------日期:_____________变频器在电厂一次风机中压变频改造实例变频器在台州电厂#7A#7B一次风机中压变频改造实例在火力发电厂中,风机和水泵是最主要的耗电设备,这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态,节能潜力巨大。发电厂辅机的经济运行,直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化,厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施,降低厂用电率,降低发电成本,已成为发电厂努力追求的经济目标。在目前电力短缺的情况下,厉行节能,已被推到能源战略的首位。我厂#7机组额定容量为330MW,#7炉配有两台离心式一次风机,采用6kV、1600kW定速电机驱动运行,靠调节进口挡板开度来调整一次风量,以适应锅炉负荷变化。由于当初选型时风量裕量和压力裕量都比较大,改造前机组满负荷运行时一次风机电流约120A,挡板开度在60%左右,,节流损失较大。在此背景下,对#7炉一次风机进行变频控制改造,降低厂用电,为社会多提供一点电力就显得很有必要。 2可行性分析一次风机是火电厂燃煤锅炉直吹式制粉系统中的主要设备之一。根据锅炉运行工况,控制一次风机进口挡板开度调节风量大小。风机的流量-压力关系曲线如图1所示。在现场控制中,通常采用风机定速运行由进口挡板来控制风量。当流量从Q0减小至Q1时,挡板开度减小使管网阻力由r0变为r1,受其节流作用压力H0变为H1,工作点由原来的A点移至B点。风机轴功率实际值(kW)可由公式:P=Q·H/(ηc·ηb)×10-3得出。其中,P、Q、H、ηc、ηb分别表示功率、流量、压力、风机效率、传动装置效率,直接传动为1。假设总效率(ηc·ηb)为1,则风机由A点移至B点工作时,电机节省的功耗为AQ0OH0和BQ1OH1的面积差。如果能采用调速手段改变风机的转速,那么当流量从Q0减小至Q1时,工作点将由原来的A点移至C点,风机的运行也更趋合理。在挡板全开,没有管网阻力的情况下,能耗势必降低。此时,电机节省的功耗为AQ0OH0和CQ1OH2的面积差;与挡板控制相比更为有效合理,既达到了改变风量的目的,又明显改善了风机运行工况,设备功耗也随之得到大大降低。据统计,#7机组2001~2002年有关指标及一次风机用电率见下表1。#7A、#7B一次风机及电机的技术参数见表2、表3。在变频控制状况下运行,假定年运行小时为8000h,全年的平均负荷率为85%,风量约为60%,则一次风机的实际功率为30%×1600kW=480kW,2台一次风机年耗电量为: 480kW×8000h×2=7680000kWh 若选定的高压变频器容量为2400kVA,其综合效率为97%,则年损耗电量为: 2400kVA×××8000×2=1036800kWh 若室内配置10kW功率的空调,则年耗电10×8000=80000kWh 全年节电:18303568×8000/8157-(7680000+1036800+80000)=9154474kWh 全年节约资金:,考虑到机组低负荷时节电多而电价低,,则全年节电效益为9154475kWh×=183万元;高压变频改造总投资约450万元,按上述工况运行,。因此,从经济性方面来说,一次风机高压变频改造是可行的。从技术性方面来说,电机的调速控制可采用液力偶合器、电磁转差离合器、绕线式电动机转子串电阻调速、变极调速、变频控制等方式。在电力电子器件、变频和交流电机控制技术发展的基础上,国内外许多科研机构及大公司都倾注大量人力物力对中高压变频器进行了研究,高压变频器技术已趋于成熟,已成为目前电机调速技术的首选方案。 3设备选型目前,国内外高压变频器的生产厂家较多,主要有AB、罗宾康、ABB、西门子、三菱及国内的利德华福、天宠等等。各厂家所生产的高压变频器核心差别在于所选用的器件类型有所不同,相应地系统配备(变压器、电抗器、滤波装置等)都会有所差别,系统的可靠性、效率、谐波抑制效果、热损值、故障模式都会有所差别。不同的结构设计又会使得散热效果、环境要求、应用友好性和系统可维护性存在诸多差别。经过调研,2004年1月初,我厂邀请了浙大能源科技有限公司(罗克韦尔自动化AB)、保定中能自控技术有限公司(罗宾康)、北京利德华福技术有限公司、北京天宠电力技术有限公司等四个单位参加#7炉一次风机高压变频改造设备招标,经对各厂家的业绩以及所提供的技术方案进行认真的审查,并结合其报价进行综合比较,选定浙大能源科技有限公司(罗克韦尔自动化AB公司)。从技术角度看,AB公司CSI-PWM