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送风机高压变频节能改造的应用效果

信息来源:chuandong.biz  时间:2007-09-20  浏览次数:377

  随着厂网分开,竞价上网日趋激烈,如何降低发电成本,提高发电企业竞价上网的竞争能力,加强内部管理,挖潜节能,是发电厂必须认真研究的一件大事,采用高压变频器对电厂高耗能用电设备进行技术改造,不仅能降低厂用电,降低供电煤耗,增大上网用电量带来直接经济效益,而且能提高机组安全可靠性.减少机组故障。
  1变频调速节能原理
  从流体力学的原理得知,使用鼠笼型感应电机驱动的风机,轴功率P与风量Q,风压H的关系为
  可见风量Q和电动机的转速N是成正比关系的,而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定风量时,通过调节电机的转速至额定转速的80%,即调节频率到40Hz即可,这时所需功率将为原来的51.2。
  轴功率P与风量Q,风压H的关系如图1所示,从风机的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。
  当所需风量从Q1减小到Q2时,如果采用调节门的办法,管网阻力将会增加,管网特性曲线上移,系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行,所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比;如果采用调速控制方式,风机转速由n1 下降到n2,其管网特性并不发生改变,但风机的特性曲线将下移,因此其运行工况点由A点移至c点。此时所需轴功率P3与面积HB×Q2:成正比。从理论上分析,所节约的轴功率Delt(P)与H2HBCB的面积成正比。
  考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗,通过实践的统计,风机类通过调速控制可节能30%~60%左右。
  2项目改造的意义
  我厂3#发电机组装机容量为125 MW,3#炉送风机两台双侧布置,目前风量调节由人工调节档板来实现,没有考虑到能源节约,而实际工况,在冬季满负荷时,档板开度通常在40%~50%之间(平均45%),夏季档板开度通常在60%~70%之间(平均63%),运行电流在76~80A之问,在档板节流上造成相当大的能源浪费,所需风量有35%~55%节余,节能空间很大,为此节能降耗的工作开展具有重要意义。
  此外,3#炉送风机电机容量偏大,设计院的选型设计为800kW,但设备采购时不知为何变为l 000kw。而且3#机组长期负荷是110Mw左右运行,送风机电机容量富裕量过大,改造十分必要,决定上该项目,于是我厂通过多方考察论证后,作出抉择,去年就购置了广州智光公司两套型号zINvERT—6H1000/06YA的高压变频装置,并且于今年元月份趁3#机组小修的机会投入运行,运行效果良好。
  3变频改造后实际节能效果
  通过两个多月的运行,节能效果十分显著,厂用电率大幅度下降,煤耗降低。为了搞清究竟能节省少电能,对此,我厂生技科组织人员于2006年228日进行工频与变频两种状况试验。试验时,锅炉运行参比条件基本相同,在负荷为125 MW、113 MW100 MW、90 MW进行能耗对比测试,为了减少测试带来的误差,每种负荷情况下测量四次,取平均值,测试所用仪器为DK——45C三相多功能现场校验仪(j精度:0.l级)。测试的数据如附表所示。
  3.1数据分析
  从送风机变频运行实测功率与工频运行实测功率对照表中可以看出,在机组负荷运行在125 MW时,A侧送风机变频在变频状态下4次测得的平均功率为552.825 kW,A侧送风机变频在工频状态下4次测得的平均功率为744.66kW,故平均节能值为工频与变频状态下功率之差为191835 kW,同理B侧节能值为209.115 kW,因此A、B两侧送风机在机组负荷为125MW条件下的平均节能值为200.475 kW,节能效果为26.83%。同理,负荷在113MW、100 MW、90 MW时平均节能值分别为225.678 kW、255838 kW、296.925 kW,相应的平均节能率为34.48%、35.70%、43.04%。
  3.2节能计算
  运行时间按照全年运行7200 h,根据负荷曲线,假设运行的概率为5%的时间运行在90MW,15%的时间运行在125MW,55%的时间运行在113MW,25%的时间运行在1OO MW。
  直接经济效益分析
  1)根据以上条件计算,平均一台风机按照上述工况在工频与变频情况下节约电量为
  △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)增加上网电价收入=年节约量×上网电价(注明:我厂3#机组上网电价0.36 248元/KW?h
  =1677 606.8 kW?h×0.36 248元/kW?h
  =608 098.91元
  =60.81万元
  从试验情况来看,变频装置节能效果比较显著,在锅炉运行参比条件相同情况下,#3机组负荷运行范围为90 MW到125 MW时,单台变频装置平均节能的效果为200.475~296.925 kW之间,平均节能率波动范围为26.83%~43.04%。
  氧量对节能效果有一定的影响,在满足锅炉备工况风量的前提下,氧量调得越低,节能效果越大,但增加不多。故实际运行时节能效果将比试验时偏高一些,但幅度不大。
  大气压力、真空度对节能效果也有一定影响,试验期间,大气压力平均值为100.9 kPa,空气密度较夏天大,故正常运行时的送风机出力较试验时偏大,实际节能效果较试验偏低。试验期间,真空为-96kPa,夏天时运行真空为-91 kPa,带相同负荷时锅炉出力增大,送风机节能效果降低。由于气候原因,实际节能效果稍低于试验工况。
  由于采用变频调速后,风机经常工作在低转速下,因而大大减小了风机叶轮的磨损,减少了风机振动和轴承的磨损。延长了风机的大修周期,节省了检修费用和时间。
  同时由于工作时间不用调节风门,避免了原来调节风门时易发生的揣振现象对设备造成的损害。变频调速系统可作为软起动器,从而避免了直接起动时对电机的影响。
  4结束语
  高压变频装置由于其节能效果明显,特别是在低负荷时更为显著,采用变频调速后,实现了电机的软起动,延长电机寿命,送风机挡板全开,也减少了风道的振动与磨损。良好的节能效果,会愈来愈为电力系统所应用,具有良好的使用价值,对建设节约型社会具有重要的意义。

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