【正文】 所以 XXXX 發(fā)電廠 1 號(hào) 機(jī) B 低加疏水泵、 2 號(hào) 機(jī) A 低加疏水泵 變頻器調(diào)速的應(yīng)用是可行的。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、 維修費(fèi)用，還降低了停產(chǎn)周期。 八、評(píng)價(jià)結(jié)論： 風(fēng)機(jī) 泵 類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國(guó)節(jié)能的一 36 項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)，受到國(guó)家政府的普遍重視，《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第 39條就把它列為通用技術(shù)加以推廣。 通過(guò)直接經(jīng)濟(jì)效益與間接經(jīng)濟(jì)效益分析，變頻改造后，每年約有 42 萬(wàn) 元的直接效益，間接效益約 20 萬(wàn)。這部分是隱形的間接經(jīng)濟(jì)效益，每年約 20 萬(wàn)元左右。 而 2號(hào)機(jī)低加疏水泵總投資為 27萬(wàn)元，運(yùn)行 年即可收回成本，即連續(xù)運(yùn)行至 2021年 2 月即可收回成本，投入產(chǎn)出比非常高。 26億度＝ 個(gè)百分點(diǎn)。變頻改造后功耗下降值＝ － ＝ KW。 （ 2021年 9月市場(chǎng)咨詢參考報(bào)價(jià)） 七、經(jīng)濟(jì)效益分析： （一）對(duì)于提高系統(tǒng)和本單位綜合生產(chǎn)能力與經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算分析，包括節(jié)能降損、提高效益、降低成本、增加利潤(rùn)等： 變頻改造后的效益計(jì)算： 直接經(jīng)濟(jì)效益分析： 低加疏水泵變頻改造前運(yùn)行電流平均在 280A左右，變頻投運(yùn)后，運(yùn)行電流由 可 原來(lái)的 280A下降至 60A左右。 單臺(tái)套合計(jì)費(fèi)用 =10萬(wàn)元 + = 。 單臺(tái)套變頻柜費(fèi)用為 10萬(wàn) 元 。主要設(shè)備采取招標(biāo)方式進(jìn)行。 （三）是否需要停機(jī)停爐或結(jié)合機(jī)組大、小修等： 否 四、項(xiàng)目規(guī)模和主要內(nèi)容： （一）項(xiàng)目方案及內(nèi)容綜述：給 1機(jī) B 低加疏水泵、 2機(jī) A 低加疏水泵電機(jī)各采用一套低壓變頻裝置 ，利用變頻來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提高設(shè)備運(yùn)行效率。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。更重要的是，能夠?qū)崿F(xiàn)與供 電頻率成立方比例的軸功率大幅降低，極大地降低了電動(dòng)機(jī)消耗的電能 ，降低廠用電率，減少電能損耗，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，節(jié)約成本，提高設(shè)備運(yùn)行效率 ， 電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè) 33 備、管路的使用壽命極為不利。變頻調(diào)速裝置可以優(yōu)化電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，提高 低加疏水泵 的運(yùn)行效率，達(dá)到火力發(fā)電廠節(jié)能降耗的目的，有效地降低廠用電率。 流量變化時(shí)，如果外部管阻特性不變（即流量小時(shí)，壓力也小，調(diào)速時(shí)對(duì)壓力不作要求），相對(duì)于用閥門調(diào)節(jié)流量，采用變頻器調(diào)節(jié)流量后，一年可以節(jié)省電費(fèi)約 457236=221 萬(wàn)元，節(jié)電量達(dá)到 48 %， 節(jié)能效益 非常顯著 。 管路特性不變 沒(méi)有壓力要求 時(shí)的電耗計(jì)算 ： 采用調(diào)速水泵調(diào)節(jié)流量時(shí)，如果沒(méi)有壓力要求，即假定外部管阻特性不變，則功耗正比于流量的立方。各種流量的功耗計(jì)算如下（其中 為調(diào)速裝置效率）： P100%=1000/=1031KW P70%=10001/ 7=722KW P50%=1000 1/=515KW 電費(fèi)計(jì)算如下： 10311600+72 24000+5 152400=5 773600度，一年耗電費(fèi)約 404萬(wàn)元。各種流量的功耗計(jì)算如下： P100%=1000KW P70%=1000 （ ） = P50%=1000 （ ） =650KW 電費(fèi)計(jì)算如下： 10001600+4000+6502400=6531200度，一年電費(fèi)約 457萬(wàn)元。 計(jì)算節(jié)能效益時(shí)對(duì)工況作如下假設(shè)： 水泵功率為 1000KW，年運(yùn)行時(shí)間 8000 小時(shí)，其中 1600 小時(shí)（即 29 20%時(shí)間）為 100%流量， 4000 小時(shí)（即 50%時(shí)間）為 70%流量， 2400小時(shí)（即 30%時(shí)間）為 50%流量，調(diào)速裝置效率為 96%，假設(shè)水泵流量Q 和壓力 H 在采用閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)近似滿足如下關(guān)系： H=A(A1)Q2，其中 A 為水泵出口封閉時(shí)的出口壓力，假設(shè)為 140%，假設(shè)電費(fèi)為 元 /度。假設(shè)水泵在 B、 C 兩個(gè)工作點(diǎn)的效率差別不大，都為 η ，則水泵輸入功率差 ΔP ＝ (H3－ H2) Q2/ η 。 12H3ABCH2Q1Q2 圖 1－ 5 如果水泵定速運(yùn) 行，工作點(diǎn)將由 A 變?yōu)?C 點(diǎn)；如果通過(guò)調(diào)速方式，水泵工作點(diǎn)將由 A 變?yōu)?B 點(diǎn)。 如果外部 管路特性變化而調(diào)速時(shí)要求水壓恒定 。 當(dāng) 外部管路特性不變 時(shí)， 如果通過(guò)水泵調(diào)速方式改變流量， 則 工作點(diǎn)由 A 點(diǎn)降到 B 點(diǎn)；如果水泵定速運(yùn)行，通過(guò)閥門改變流量，則水泵從 A 點(diǎn)變?yōu)?C 點(diǎn)。 但如果是外界因素導(dǎo)致管網(wǎng)特性發(fā)生變化（由曲線 ④ 變?yōu)榍?線⑤ ），使得流量減少為 Q3，但又要維持水壓不變，這時(shí)水泵可以將速度調(diào)節(jié)到 N3運(yùn)行，從工作曲線中可以看出，水泵的轉(zhuǎn)速和輸出流量下降，但水泵的輸出壓力卻保持不變，這就是為什么流量變化時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)恒壓供水的理論依據(jù)。如果管網(wǎng)特性不變，保持為曲線 ④ ，水泵由 N1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到 N2速運(yùn)行時(shí)，水泵的工作點(diǎn)將由 A 點(diǎn)變到 B 點(diǎn)，流量和水壓分別變到 Q2 和 H2，它們都隨著轉(zhuǎn)速的下降而下降。 12345Q1Q2ABQ3H1H2 圖 1－ 3 從 圖 1－ 3 可以看出 水泵調(diào)速運(yùn)行時(shí)，水泵工作特性的變化情況 。由此可見(jiàn)，采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來(lái)調(diào)節(jié)流量，電動(dòng)機(jī)所取用的電功率將大為減少。 26 根據(jù)水泵的相似原理可知：當(dāng)水泵速度變化時(shí)，流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。 由公式 1，可得出在使用閥門調(diào)節(jié)時(shí)，水泵運(yùn)行在 B 點(diǎn)的軸功率，和用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)，水泵運(yùn)行在 C 點(diǎn)的軸功 率分別為： 兩個(gè)工況點(diǎn)的水泵軸功率之差為：（ B、 C 兩工況點(diǎn)輸出介質(zhì)流量 Q相等） 由公式 2 可以看到，要求相同的流量時(shí)，若是使用閥門調(diào)節(jié)來(lái)控制流量，則相對(duì)于水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，有Δ P 的功率被損耗浪費(fèi)了。 25 如果把速度從 n0降到 n1，運(yùn)行工況點(diǎn)則從 A 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)，揚(yáng)程從 HA下降到 HC。這時(shí)供水管道的阻力變大，管阻特性曲線從 R1移到 R2，揚(yáng)程則從 HA上升到 HB，運(yùn)行工況點(diǎn)從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)。 由上圖可知， 水泵的揚(yáng)程特性曲線和管網(wǎng)的管阻特性曲線有交叉點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是水泵工作時(shí)既滿足揚(yáng)程特性又滿足管阻特性，供水系統(tǒng)工作于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 R1表示水泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，全揚(yáng)程與流量之間的關(guān)系曲線，又稱管阻特性曲線。圖 1 為水泵調(diào)速時(shí)的全揚(yáng)程特性（ H— Q）曲線。 （二） 進(jìn)行的必要性： 在電力生產(chǎn)過(guò)程中， 為適應(yīng) 系統(tǒng)水量的變化，調(diào)節(jié)出水流量， 通常采用兩種方法來(lái)完成流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。低加疏水泵電動(dòng)機(jī)為西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的 Y315L22B3 型三相異步電動(dòng)機(jī)，其設(shè)計(jì)額定功率為185KW，額定電流為 338A， 2021 年上半年平均正常運(yùn)行電流約 280A左右，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)冗余容量大。 變頻調(diào)速因其調(diào)速效率高，力能指標(biāo)（功率因數(shù)）高，調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高等優(yōu)勢(shì)，又可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，減少電網(wǎng)的電流沖擊及設(shè)備的機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，對(duì)于大部分采用籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)水泵，不失為目前最理想的調(diào)速方案。 液力耦合器雖然屬 于低效調(diào)速方式，但是即使在低轉(zhuǎn)速比時(shí)，相對(duì)于節(jié)流調(diào)節(jié)方式而言，也有明顯的節(jié)能效果。因此，裝置系統(tǒng)必須注意避免在共振點(diǎn)附近運(yùn)行。同時(shí)，高次諧波會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生脈動(dòng)，其脈動(dòng)頻率為 6kf(k=1， 2， 3? )。 （ 2） 因電流型變頻器輸出電流的波形和電壓型變頻器輸出電壓的波形均為非正弦 波形而產(chǎn)生的高次諧波，對(duì)電動(dòng)機(jī)和供電電源會(huì)產(chǎn)生種種不良影響。 變頻調(diào)速的主要缺點(diǎn)是： （ 1）目前，變頻調(diào)速技術(shù)在高壓大容量傳動(dòng)中推廣應(yīng)用的主要問(wèn)題有兩個(gè)：一個(gè)是我國(guó)發(fā)電廠輔機(jī)電動(dòng)機(jī)供電電壓高（ 3～ 10KV），而功率開關(guān)器件耐壓水平不夠，造成電壓匹配上的問(wèn)題；二是高壓大功率變頻調(diào)速裝置技術(shù)含量高、難度大，因而投入也高，而一般風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能改造都要求低投入，高回報(bào)，從而造成經(jīng)濟(jì)效益上的問(wèn)題。 （ 6）變頻裝置可以兼作軟起動(dòng)設(shè)備，通過(guò)變頻器可將電動(dòng)機(jī)從零速起動(dòng)連續(xù)平滑加速直致全速運(yùn)行。這對(duì)于泵或風(fēng)機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很有利的。 或在同樣的電源容量下，可以多裝風(fēng)機(jī)或水泵負(fù)載。所以變頻調(diào)速方式適用于調(diào)速范圍寬，且經(jīng)常處于低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下運(yùn)行的負(fù)載。 （ 3）調(diào)速范圍寬，一般可達(dá) 10∶ 1（ 50～ 5Hz）或 20∶ 1（ 50～ ）。變頻調(diào)速時(shí)的損失，只是在變頻裝置中產(chǎn)生的變流損失，以及由于高次諧波的影響，使電動(dòng)機(jī)的損耗有所增加，相應(yīng)效率有所下降。 （ 2）調(diào)速效率高。 （ 6）雖然液力耦合器用于風(fēng)機(jī)水泵調(diào)速時(shí)具有顯著的節(jié)能效果，但是由于液力耦合器的調(diào)速效率等于轉(zhuǎn)速比，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差損耗還是較大的，因此液力耦合器仍屬低效調(diào)速裝置。 （ 4）液力耦合器在運(yùn)轉(zhuǎn)中隨著負(fù)載的變化，其輸出轉(zhuǎn)速也要相應(yīng)的變化，所以不能保持精確的轉(zhuǎn)速比，因此不適用于要求精確轉(zhuǎn)速的場(chǎng) 21 合。此外考慮到液力耦合器的轉(zhuǎn)差損失（ 2％～ 3％）、升速齒輪損失（