【文章內容簡介】 子 一次風機 1400KW 2 2020 徐州彭城電廠 西門子 引、送風機 800KW 8 2020 鎮(zhèn)江高資電廠 西門子 引風機 1460KW 2 2020 深圳廣深沙角 B 電廠 西門子 引風機 1800KW 2 2020 鶴港電廠 西門子 引風機 2020KW 2 2020 三門峽電廠 羅賓康 引風機 2020KW 2 山東濰方電廠 259 羅賓康 送風機 1000KW 2 山東濰方電廠 羅賓康 引風機 450KW 2 遼河油田熱電廠 羅賓康 送風機 1000KW 2 遼河油田熱電廠 東芝 引風機 1800KW 2 大慶油田熱電廠 40 東芝 引風機 1800KW 3 大慶油田龍鳳電廠 東芝 送風機 1400KW 2 大慶油田龍鳳電廠 東芝 送風機 1400KW 2 大慶油田龍鳳電廠 備注：以上品牌的業(yè)績，僅是 2020 年 4 月 獲得的資料進行的初步統(tǒng)計，其中只是高壓變頻，包括非電力行業(yè)的產(chǎn)品。該業(yè)績統(tǒng)計不作為品牌業(yè)績的依據(jù)。 表格 3 目前了解的高壓 (6KV)變頻器的品牌及使用簡要統(tǒng)計 五、初步結論及建議 進口、國產(chǎn)高壓變頻器均可用，進口品牌東芝、羅賓康相對較好，而國產(chǎn)品牌東方凱奇、利得華福相對較好；進口品牌工藝及成套性較好，但成本較高，備品及維護費用相對較高。 加裝高壓變頻器后，對應的電動 機保護更改為變壓器保護。高壓變頻器本身的保護整定要認真對待，尤其是進口品牌高壓變頻器本身的保護整定一定要依據(jù)中國的國情。 進口、國產(chǎn)高壓變頻器均可達到 DCS 控制系統(tǒng)的控制要求，都可在 60 秒內完成從0 到額定工頻轉速的升速過程，都可接受 DCS 系統(tǒng)的模擬量控制信號，可向 DCS 系統(tǒng) 13 反饋必要的狀態(tài)參數(shù)。另外，所調研的各類變頻器都留有與 DCS 系統(tǒng)通訊的數(shù)字通訊接口，可實現(xiàn)遠程設備狀態(tài)監(jiān)測。 當變頻器故障時，由變頻調節(jié)方式自動切換到電機工頻運行、改造前的調節(jié)手段 (如動葉、擋板 )參與系統(tǒng)調整的運行方式目前還沒有先例 。變頻器故障時，視為主設備故障，機組運行方式做相應調整后，手動切換到電機工頻運行。 考慮到同期和回切對電動機的安全，采用手動大旁路為宜。 高壓變頻器的核心為電力電子器件，對環(huán)境溫度，粉塵度、通風散熱、電磁抗干擾等要求較高，土建務必按設備要求認真設計、施工，萬萬不可大意。另外，濾網(wǎng)要定期清洗。 控制電源的穩(wěn)定性、可靠性和安全性要妥善考慮。 附件一：油田熱電廠生產(chǎn)技術部編寫的《 3爐引風機電動機改變頻控制技術總結報告》； 附件二：山東龍口電廠電氣變頻班編寫的〈〈 高壓變頻設備運行情況總結〉〉； 附件 三：各種進口、國產(chǎn)高壓變頻器現(xiàn)場實物照片。 調研人員 張翔 雷蓉 張茂強 鄧永 丁懷德 李建龍 2020 年 5 月 8 日星期六 附件一 3 爐引風機電動機改變頻控制技術總結報告 3 爐引風機電動機改變頻控制技術總結報告 油田熱電廠生產(chǎn)技術部 1 問題的提出 在火力發(fā)電機組中，風機是配套的主要輔機之一，一般包括送風機、引風機。據(jù)資料介紹火電機組配套風機的耗電約占發(fā)電機組發(fā)電量的 %~3%，對于大型火電機組，配套風機所耗電能十分巨大。目前，我國火力發(fā)電機組的大型配套風機主要是由 6KV鼠 籠異步電機直接驅動的。電廠風機目前主要采用進、出口風門檔板，進口軸向導流器，進口靜葉調節(jié)器等方法進行風門的調節(jié)以控制流量，其缺點是節(jié)流損失大，增加風機消耗的功率，同時調節(jié)閥門有時處于很高的壓力下工作，容易磨損和損壞。另外由于定速風機啟動轉矩大配置的電動機容量比風機的額定容量大很多，在低負荷區(qū)，電動機工作效率很低，能源浪費嚴重。對于調峰機組，情況更為突出。調節(jié)檔板控制風量造成管網(wǎng)內氣流紊亂和風量調節(jié)不準確，導致管網(wǎng)振動發(fā)生和爐膛燃燒不穩(wěn)。統(tǒng)計結果表明約有 10%的電動機缺陷是由啟動時的大電流及對繞組的過大電磁力 直接引 14 起的，定子繞組接頭開焊、鼠籠斷條等缺陷也都與直接啟動有關。我廠鍋爐系統(tǒng)的 6臺引風機電動機，運行 10 年來也發(fā)生了多次上述故障，且引風機電動機年平均耗電達，占年平均發(fā)電量的 %。 鑒于以上原因，多年來，人們一直在探求電動機的調速問題。風機轉速是通過驅動裝置調節(jié)的，長期以來，對于需要調速的驅動機械，直流調速一直占主導地位。如晶閘管直流電機調速系統(tǒng)。但是由于直流電機本身結構上存在有機械整流器和電刷，給直流調速驅動系統(tǒng)帶來了下面三個主要缺點：（ 1）維護困難；（ 2）設置環(huán)境受到限制 ，易燃易爆以及環(huán)境惡劣的地方不能適用；（ 3）在結構上，制造的容量、高轉速及高電壓的直流電機比較困難。所以也經(jīng)常采用交流滑差離合器電機、交流電機的調壓，變極，串電組調速以及加裝液力偶合器等交流電機調速方法。但這些交流電機調速方法在精度，效率，變比，平滑等方面都不夠理想。所以，從電機結構和特性上看，采用改變電源頻率進行調速是最好的調速方法。 2 項目實施 我廠于 2020 年 8 月 23日至 2020 年 9 月 18 日，在 3 爐兩臺引風機電動機電源回路安裝了 TOSVERT— MV 變頻器，并進行了調試工作， 2020 年 9 月 19 日正式投 入使用。 3 效益分析 以下曲線是變頻器改造后與沒有進行改造的 2 爐引風機電動機運行參數(shù)和 3 爐蒸汽量、發(fā)電機有功功率的日數(shù)據(jù)比較。 由以上數(shù)據(jù)我們可以得到，加裝變頻控制和沒有加裝變頻控制的系統(tǒng)運行參數(shù)對比圖形。圖 11 分別記錄了 2020 年 10 月 24 日 0 時至 24 時的發(fā)電機有功功率和鍋爐0501001502002501 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23時間 1 發(fā)電機有功（萬Kw h）2 發(fā)電機有功（萬Kw h） 3 發(fā)電機有功（萬Kw h）圖 10 0— 24 小時發(fā)電機有功曲線 01002003004005006007008001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23時間 1 爐蒸汽量（T / h ） 2 爐蒸汽量（T / h ） 3 爐蒸汽量（T / h ）圖 11 0— 24 小時鍋爐蒸汽量曲線 15 蒸汽量的變化情況，通過參數(shù)的比較，我們可以得出當日發(fā)電機組的運行工況基本上是相同的，當日的鍋爐蒸汽量分別為 1 爐 12311 噸、 2 爐 12493 噸、 3 爐 12113 噸；發(fā)電量分別為 1 機 （萬 kwh）、 2 機 （萬 kwh）、 3 機 （萬 kwh）。既在當日全天范圍內 3 鍋爐的引風機系統(tǒng)的運行工況是相當?shù)?，除個別情況下，全年發(fā)電機組的運行工況在不同季節(jié)也都是基本相同的。 圖 1 13 記錄了當日 3 爐引風機電動機的運行電流和運行電壓。從圖中我們可以清楚的看到，改變頻控制后的引風機電機運行電流和電壓明顯的低于沒有改變頻控制的引風機電機的電流和電壓，且在發(fā)電機組的不同運行參數(shù)下，改變頻控制的電機電流和電壓是隨著機組負荷的變化而變化的，變化的幅度也是比較大的。而沒有改變頻控制的電機其運 行參數(shù)，在全日不同負荷下的參數(shù)變化是相當微小的，且運行在比較高功率的工況下。 圖 14 記錄了當日變頻器輸出的電源頻率的全過程，其被拖動負載的轉速是隨著機組負荷的變化而變化的，而沒有改變頻控制的電機一直運行在額定轉速上。 圖 15 記錄了引風機電動機在當日不同負荷下，電機有功功率的變化。從圖中可以明顯看出，改變頻控制后的節(jié)能效果。 節(jié)省電能 0204060801001201401 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24時間 1爐引風機平均電流/A2爐引風機平均電流/A 3爐引風機平均電流/A圖 12 0— 24 小時引風機電流 曲線 010002020300040005000600070001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23時間 1 爐吸風機平均電壓/ V 2 爐吸風機平均電壓/ V 3 爐吸風機平均電壓/ V圖 13 0— 24 小時引風機電壓曲線 16 我們對 2020 年 10 月 10 日至 17 日， 8 天發(fā)電機發(fā)電量和 3 鍋爐引風機電機耗電量進行了統(tǒng)計見表 1。 表 1 發(fā)電機發(fā)電量及引風機耗電量統(tǒng)計 日期 1 機發(fā)電量 /萬 kwh 2 機發(fā)電量 /萬 kwh 3 機發(fā)電量 /萬 kwh 1 爐吸風機 電量 /kwh 2 爐吸風機 電量 /kwh 3 爐吸風機 電量 /kwh 10 日 43920 48240 17640 11 日 45000 47520 29520 12 日 48960 45720 28800 13 日 46440 47880 27720 14 日 378 48960 48600 30960 15 日 369 47160 42840 28080 16 日 49320 52920 25560 17 日 47160 48600 26280 合計 376920 382320 214560 從表 1 中可得，在鍋爐蒸汽量和發(fā)電機輸出有功功率基本相當?shù)那闆r下，通過對 3 鍋爐引風機系統(tǒng)電動機耗電的統(tǒng) 計，可以推算出改變頻調速后的年節(jié)能效果。 我們取 2 爐引風機電機耗電量的平均值（ 376920+382320） /2=， 8天內 2 爐引風機電機較 3 爐引風機電機多耗電 379620214560=。 8 天引風機系統(tǒng)運行小時數(shù)為 8 24=192小時，我們取發(fā)電機組年運行小時數(shù)為 6000小時，可計 算出 全年 2 爐引 風機 電機 較 3 爐 引風 機電 機 多耗 電 16506001020304050601 3 5 7 911 13 15 17 19 21 23 1 、2 爐引風機頻率/ H z 3 爐 1 吸風機頻率/ H z 3 爐 2 吸風機頻率/ H z圖 14 0— 24 小時引風機頻率曲線 02004006008001000120014001 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23時間 1 、2 爐引風機平均輸出功率/ k w 3 爐 1 吸風機功率/ K w 3 爐 2 吸風機功率/ K w圖 15 0— 24 小時引風機功率曲線 17 6000/192=，多耗電費為 5158125 = 元。根據(jù) 2020 年我廠的廠用電率水平，計算可降低廠用電率 5158125/2935000000 100%=%。節(jié)能效率達到 165060 (379620 ) 100%=%。從上面的計算可知，改變頻控制后的鍋爐引風機系統(tǒng)的電機每年可獲得的經(jīng)濟效益在 110 萬元以上，如果把全年機組啟、停機考慮進去，其效益將更好。 4 結束語 采用變頻調速后的節(jié)能效果是十分明顯的，并且調速性能優(yōu)越。電動機的轉速可以按風量的實際需要進行精密調節(jié)，風機風門全部打開，避免了氣流通過產(chǎn)生的擾動，燃燒不穩(wěn)定及管道振動等 問題都被消除。且變頻調速后還可以實現(xiàn)電動機的軟起動，使電動機軸、連接軸及其它部件的機械應力大幅度下降，使電動機的壽命得以延長。 通過在我廠 3 鍋爐引風機電動機回路進行變頻調速改造，節(jié)約了電能，降低了廠用電率和煤耗，延長了風機和電動機的適用壽命，減輕了檢修維護量和運行人員的操作量，經(jīng)過一段時間運行的觀察和測試，其電動機的振動、溫升和環(huán)境噪聲都有所降低。綜上所述，如果在我廠其它平方轉矩負載設備上應用變頻調速控制技術，將給我廠帶來巨大的經(jīng)濟效益。 附件二 、高壓變頻設備運行情況總結 我公司目前共安裝運行高壓變頻器 7 臺，分別用于＃ 1 爐送、引風機電機及＃ 2 爐、＃ 3 爐、＃ 4 爐、＃ 5 爐、＃ 6 爐引風機電機，實踐證明其節(jié)能明顯、運行可靠。 我公司的高壓變頻器的運行情況總結如下： 一、使用變頻器的優(yōu)點： 節(jié)電顯著 變頻器的一般效果是節(jié)電 30%～ 60%。變頻器可以明顯的提高節(jié)能水平。根據(jù)我廠的風機負荷情況，按變頻 70％轉速運行計算，引風機風門全開時變頻器輸入電流約為30A,這是變頻器較常運行的狀態(tài)，也是比較經(jīng)濟運行的狀態(tài)，我們取這個值進行計算。如果不用變頻風機風門全開時電機電流為 150A 左右 ,可以將其折算為和變頻同樣出力時的電流為 150*(電機功率的平方與風量成正比，此數(shù)為 的開方值 )=126A,而事實上由于電機和風機本身的損耗，這個電流一般在 130A 左右，變頻器的功率因數(shù)在 左 右 ， 故 在 此 狀 態(tài) 下 變 頻 每 小 時 的 節(jié) 電 量 約 為 ：6*130**30*=500kWh，以變頻每年運行 4600 小時計算，可以計算出每年節(jié)電約為 500*4600=2300000kWh,，以每度電 元計算，每年節(jié)約費用約為： 18 2300000*=828000 元，可以得出，變頻器投資成本基本上可以在 4— 5