隨著廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)日趨激烈，如何降低發(fā)電成本，提高發(fā)電企業(yè)競價上網(wǎng)的競爭能力，加強內(nèi)部管理，挖潛節(jié)能，是發(fā)電廠必須認真研究的一件大事，采用高壓變頻器對電廠高耗能用電設(shè)備進行技術(shù)改造，不僅能降低廠用電，降低供電煤耗，增大上網(wǎng)用電量帶來直接經(jīng)濟效益，而且能提高機組安全可靠性．減少機組故障。 1變頻調(diào)速節(jié)能原理 從流體力學(xué)的原理得知，使用鼠籠型感應(yīng)電機驅(qū)動的風(fēng)機，軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系為 可見風(fēng)量Q和電動機的轉(zhuǎn)速N是成正比關(guān)系的，而所需的軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系。所以當(dāng)需要80%的額定風(fēng)量時，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的80%，即調(diào)節(jié)頻率到40Hz即可，這時所需功率將為原來的51.2。 軸功率P與風(fēng)量Q，風(fēng)壓H的關(guān)系如圖1所示，從風(fēng)機的運行曲線圖來分析采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果。 當(dāng)所需風(fēng)量從Q1減小到Q2時，如果采用調(diào)節(jié)門的辦法，管網(wǎng)阻力將會增加，管網(wǎng)特性曲線上移，系統(tǒng)的運行工況點從A點變到新的運行工況點B點運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調(diào)速控制方式，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1 下降到n2，其管網(wǎng)特性并不發(fā)生改變，但風(fēng)機的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至c點。此時所需軸功率P3與面積HB×Q2：成正比。從理論上分析，所節(jié)約的軸功率Delt（P）與H2HBCB的面積成正比。 考慮減速后效率下降和調(diào)速裝置的附加損耗，通過實踐的統(tǒng)計，風(fēng)機類通過調(diào)速控制可節(jié)能30％～60％左右。 2項目改造的意義 我廠3#發(fā)電機組裝機容量為125 MW，3#爐送風(fēng)機兩臺雙側(cè)布置，目前風(fēng)量調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)檔板來實現(xiàn)，沒有考慮到能源節(jié)約，而實際工況，在冬季滿負荷時，檔板開度通常在40％～50％之間（平均45％），夏季檔板開度通常在60％～70％之間（平均63％），運行電流在76～80A之問，在檔板節(jié)流上造成相當(dāng)大的能源浪費，所需風(fēng)量有35％～55％節(jié)余，節(jié)能空間很大，為此節(jié)能降耗的工作開展具有重要意義。 此外，3#爐送風(fēng)機電機容量偏大，設(shè)計院的選型設(shè)計為800kW，但設(shè)備采購時不知為何變?yōu)閘 000kw。而且3#機組長期負荷是110Mw左右運行，送風(fēng)機電機容量富裕量過大，改造十分必要，決定上該項目，于是我廠通過多方考察論證后，作出抉擇，去年就購置了廣州智光公司兩套型號zINvERT—6H1000/06YA的高壓變頻裝置，并且于今年元月份趁3#機組小修的機會投入運行，運行效果良好。 3變頻改造后實際節(jié)能效果 通過兩個多月的運行，節(jié)能效果十分顯著，廠用電率大幅度下降，煤耗降低。為了搞清究竟能節(jié)省少電能，對此，我廠生技科組織人員于2006年228日進行工頻與變頻兩種狀況試驗。試驗時，鍋爐運行參比條件基本相同，在負荷為125 MW、113 MW100 MW、90 MW進行能耗對比測試，為了減少測試帶來的誤差，每種負荷情況下測量四次，取平均值，測試所用儀器為DK——45C三相多功能現(xiàn)場校驗儀（j精度：0.l級）。測試的數(shù)據(jù)如附表所示。 3．1數(shù)據(jù)分析 從送風(fēng)機變頻運行實測功率與工頻運行實測功率對照表中可以看出，在機組負荷運行在125 MW時，A側(cè)送風(fēng)機變頻在變頻狀態(tài)下4次測得的平均功率為552.825 kW，A側(cè)送風(fēng)機變頻在工頻狀態(tài)下4次測得的平均功率為744．66kW，故平均節(jié)能值為工頻與變頻狀態(tài)下功率之差為191835 kW，同理B側(cè)節(jié)能值為209.115 kW，因此A、B兩側(cè)送風(fēng)機在機組負荷為125MW條件下的平均節(jié)能值為200.475 kW，節(jié)能效果為26.83％。同理，負荷在113MW、100 MW、90 MW時平均節(jié)能值分別為225.678 kW、255838 kW、296.925 kW，相應(yīng)的平均節(jié)能率為34.48％、35.70％、43.04％。 3．2節(jié)能計算 運行時間按照全年運行7200 h，根據(jù)負荷曲線，假設(shè)運行的概率為5％的時間運行在90MW，15％的時間運行在125MW，55％的時間運行在113MW，25%的時間運行在1OO MW。 直接經(jīng)濟效益分析 1）根據(jù)以上條件計算，平均一臺風(fēng)機按照上述工況在工頻與變頻情況下節(jié)約電量為 △W=200.475×7200×15％+225.678×7200× 55％+255.838×7.200×25％+296.925×7 200×5％ =216 513+893 692.8+460 508.4+106 893 =1677 606.8kW•h 2）增加上網(wǎng)電價收入=年節(jié)約量×上網(wǎng)電價（注明：我廠3#機組上網(wǎng)電價0．36 248元/KW•h =1677 606.8 kW•h×0．36 248元/kW•h =608 098.91元 =60.81萬元 從試驗情況來看，變頻裝置節(jié)能效果比較顯著，在鍋爐運行參比條件相同情況下，#3機組負荷運行范圍為90 MW到125 MW時，單臺變頻裝置平均節(jié)能的效果為200.475～296.925 kW之間，平均節(jié)能率波動范圍為26.83％～43.04％。 氧量對節(jié)能效果有一定的影響，在滿足鍋爐備工況風(fēng)量的前提下，氧量調(diào)得越低，節(jié)能效果越大，但增加不多。故實際運行時節(jié)能效果將比試驗時偏高一些，但幅度不大。 大氣壓力、真空度對節(jié)能效果也有一定影響，試驗期間，大氣壓力平均值為100.9 kPa，空氣密度較夏天大，故正常運行時的送風(fēng)機出力較試驗時偏大，實際節(jié)能效果較試驗偏低。試驗期間，真空為-96kPa，夏天時運行真空為-91 kPa，帶相同負荷時鍋爐出力增大，送風(fēng)機節(jié)能效果降低。由于氣候原因，實際節(jié)能效果稍低于試驗工況。 由于采用變頻調(diào)速后，風(fēng)機經(jīng)常工作在低轉(zhuǎn)速下，因而大大減小了風(fēng)機葉輪的磨損，減少了風(fēng)機振動和軸承的磨損。延長了風(fēng)機的大修周期，節(jié)省了檢修費用和時間。 同時由于工作時間不用調(diào)節(jié)風(fēng)門，避免了原來調(diào)節(jié)風(fēng)門時易發(fā)生的揣振現(xiàn)象對設(shè)備造成的損害。變頻調(diào)速系統(tǒng)可作為軟起動器，從而避免了直接起動時對電機的影響。 4結(jié)束語 高壓變頻裝置由于其節(jié)能效果明顯，特別是在低負荷時更為顯著，采用變頻調(diào)速后，實現(xiàn)了電機的軟起動，延長電機壽命，送風(fēng)機擋板全開，也減少了風(fēng)道的振動與磨損。良好的節(jié)能效果，會愈來愈為電力系統(tǒng)所應(yīng)用，具有良好的使用價值，對建設(shè)節(jié)約型社會具有重要的意義。