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        火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)變頻器節(jié)能改造的應(yīng)用與效果評(píng)價(jià)

        2013-10-08 03:04:58劉朝紅
        中國(guó)科技信息 2013年16期
        關(guān)鍵詞:變頻器

        劉朝紅

        北京中唐電工程咨詢有限公司 100040

        前言

        某火力發(fā)電廠二期安裝2臺(tái)300MW燃煤機(jī)組,機(jī)組采用單元布置。鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DGl025/18.2—II4型亞臨界壓力、一次中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣燃煤鍋爐。2010年3、4號(hào)機(jī)組預(yù)計(jì)年發(fā)電量可完成33億千瓦時(shí)。為降低一次風(fēng)機(jī)廠用電,2011年3月,在詳細(xì)可研基礎(chǔ)上開(kāi)展了變頻節(jié)能改造。

        1 機(jī)組運(yùn)行及能耗情況

        1.1 機(jī)組運(yùn)行狀況

        由于受當(dāng)前電力發(fā)電市場(chǎng)形勢(shì)的影響,機(jī)組發(fā)電量相對(duì)較小。2010年1~11月份,3、4號(hào)機(jī)組完成發(fā)電量14.23和16.1388億千瓦,機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)約為6426和7109小時(shí),平均負(fù)荷率73.8%和75.6%。預(yù)計(jì)2010年3、4號(hào)機(jī)組發(fā)電量可完成16和17.4億千瓦時(shí)。

        1.2 存在的問(wèn)題

        目前3、4號(hào)機(jī)組離心式一次風(fēng)機(jī)存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在:(1)機(jī)組負(fù)荷偏低,風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),一次風(fēng)機(jī)擋板調(diào)節(jié)節(jié)流損失大,風(fēng)機(jī)效率較低,一次風(fēng)機(jī)電耗占廠用電比重較高;(2)近幾年,由于煤炭市場(chǎng)發(fā)生變化,煤質(zhì)存在劣化趨勢(shì),機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行工況下,有時(shí)需要6臺(tái)磨煤機(jī)全部投入,此時(shí)一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量略顯不足;(3)一次風(fēng)母管壓力控制采用一次風(fēng)機(jī)入口擋板作為調(diào)節(jié)手段,客觀上存在調(diào)節(jié)線性差,自動(dòng)投入效果不好問(wèn)題。

        2 能耗情況分析

        近年來(lái)受到煤炭市場(chǎng)供應(yīng)形勢(shì)的變化,電廠燃煤煤質(zhì)變差。鍋爐滿負(fù)荷時(shí),燃煤量大幅度增加,加之前期4爐空預(yù)器漏風(fēng)較大的影響,導(dǎo)致鍋爐一次風(fēng)機(jī)出力不足,影響機(jī)組滿出力。2009年電廠對(duì)4號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)行了局部改造。4號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)改造后設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。

        表1 4號(hào)爐一次風(fēng)機(jī)設(shè)備規(guī)范

        根據(jù)3、4號(hào)機(jī)組歷年來(lái)發(fā)電量及運(yùn)行小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),如按機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)7500小時(shí)進(jìn)行測(cè)算,單臺(tái)機(jī)組一次風(fēng)機(jī)電耗比經(jīng)加裝變頻器的一次風(fēng)機(jī),年多耗電約130~160萬(wàn)千瓦時(shí)。

        3 項(xiàng)目方案

        在3、4號(hào)機(jī)組一次風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源回路中分別加裝兩臺(tái)1440KW高壓變頻器,變頻采用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出。

        3.1 一次風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)介紹

        一次風(fēng)機(jī)是火電廠燃煤鍋爐的重要輔助設(shè)備,對(duì)與泵和風(fēng)機(jī)而言,由于其功率變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)比是三次方的關(guān)系,而風(fēng)壓變化與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)比是平方關(guān)系,通常采用一次風(fēng)機(jī)定速運(yùn)行,由進(jìn)口擋板來(lái)控制風(fēng)量和風(fēng)壓,其風(fēng)機(jī)的流量-壓力關(guān)系曲線如圖1所示。

        圖1

        3.2 變頻器一拖一方案

        其主要由3個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)QF1、QF2和QF3組成,要求QF2和QF3不能同時(shí)閉合,在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí),QF1和QF2閉合,QF3斷開(kāi);工頻運(yùn)行時(shí),QF3閉合,QF1和QF2斷開(kāi),QF、M為現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備電機(jī)(圖2)。

        3.3 實(shí)施方案

        3.3.1 對(duì)熱控邏輯控制系統(tǒng)進(jìn)行修改,使用變頻調(diào)節(jié)和控制一次風(fēng)壓,一次風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)至最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行位置;

        3.3.2 每臺(tái)機(jī)組加裝多電平串聯(lián)型1440kVA高壓變頻器兩臺(tái);

        3.3.3 鋪設(shè)高壓電纜及控制電纜;

        3.3.4 建變頻室間一座,高壓變頻間安裝4臺(tái)10匹冷暖空調(diào),保證變頻間環(huán)境溫度不高于變頻器許可工作溫度。

        圖2

        4 節(jié)能量核算與評(píng)價(jià)

        4.1 節(jié)能量核算

        依據(jù)對(duì)機(jī)組歷年運(yùn)行小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì),以3號(hào)機(jī)組為例,核算如下:

        表2 3號(hào)機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)、發(fā)電量及節(jié)電量匯總表

        按3號(hào)機(jī)組2010年平均供電煤耗345g/kWh折算,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤:345g/kWh×135萬(wàn)kWh=465噸標(biāo)煤,減排CO2量=465×2.6=1209噸。

        4.2 節(jié)能量驗(yàn)證與評(píng)價(jià)

        該技改節(jié)能項(xiàng)目采用對(duì)比試驗(yàn)的方法對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行驗(yàn)證。待一次風(fēng)機(jī)葉輪和變頻器安裝、調(diào)試完畢投運(yùn)后,測(cè)試鍋爐不同工況點(diǎn)的風(fēng)機(jī)能耗,其一次風(fēng)機(jī)前、后能耗的差值即為同負(fù)荷(主汽流量)情況下單位時(shí)間節(jié)電量。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        經(jīng)初步核算,該機(jī)組一次風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造,預(yù)計(jì)每年可節(jié)約標(biāo)煤約1000噸,同時(shí)減少CO2排放量約2600噸。實(shí)踐表明,通過(guò)采用該改造技術(shù),為發(fā)電企業(yè)取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,具有一定的推廣價(jià)值。

        [1]周強(qiáng)泰.鍋爐原理,2009

        [2]合康億盛.華能平?jīng)霭l(fā)電一次風(fēng)機(jī)變頻改造,2009

        [3]陳統(tǒng)錢,王立業(yè),等.330MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)變頻改造, 2007

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