火電廠變頻節(jié)能改造方案-

1、火電廠變頻節(jié)能改造1前言目前,在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中,火電裝機(jī)容量占74%,發(fā)電量占80%;水電裝機(jī)容量占2 5%,發(fā)電量占19%;核電僅占1%左右,因此火電機(jī)組及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能改造工作是非常重要的。火電廠中的各類(lèi)輔機(jī)設(shè)備中,風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)設(shè)備占了絕大部分,蘊(yùn)藏著巨大的節(jié)能潛力。由于火電機(jī)組調(diào)峰力度的加大,這些機(jī)組的負(fù)荷變化范圍很大,必須實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的流量。目前調(diào)節(jié)流量的方式多為節(jié)流閥調(diào)節(jié),由于這種調(diào)節(jié)方式僅僅是改變了通道的通流阻抗,而電動(dòng)機(jī)的輸出功率并沒(méi)有多大改變,所以浪費(fèi)了大量的能源。隨著電力行業(yè)的改革不斷深化,廠網(wǎng)分家,競(jìng)價(jià)上網(wǎng)政策的逐步實(shí)施,降低廠用電率,降低發(fā)電成本,提高上網(wǎng)電價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)力

2、,已成為各火電廠努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo),要求越來(lái)越迫切。風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)具有非?？捎^的節(jié)能效果,這已是共識(shí)。另外,交流電機(jī)的直接起動(dòng)(尤其是高壓電機(jī)會(huì)產(chǎn)生巨大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊,在很短的起動(dòng)過(guò)程中,轉(zhuǎn)子籠型繞組及阻尼繞組將承受很高的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力,致使籠條的端環(huán)斷裂。直接起動(dòng)時(shí)的大電流還會(huì)在定子繞組的端部產(chǎn)生很大的電磁力,使繞組端部振動(dòng)和變形,造成定子繞組絕緣的機(jī)械損傷和磨損,從而導(dǎo)致定子繞組絕緣擊穿。直接起動(dòng)時(shí)的大電流還會(huì)引起鐵芯振動(dòng),使鐵芯松馳,引起電機(jī)發(fā)熱增加。在火力發(fā)電廠中,高壓大容量交流籠型異步電動(dòng)機(jī)的使用非常廣泛,由于直接起動(dòng)而造成的電動(dòng)機(jī)燒毀和轉(zhuǎn)子斷條事故屢屢發(fā)生,給機(jī)

3、組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成很大的威脅。因此大容量異步電動(dòng)機(jī)采用軟起動(dòng)方式,對(duì)于延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命,減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊,保證機(jī)組正常運(yùn)行是非常必要的。由于電動(dòng)機(jī)的變頻軟起動(dòng)可提供高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并可做到平滑無(wú)沖擊,所以采用變頻器實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的效果也是非常突擊的。同時(shí),采用調(diào)速驅(qū)動(dòng),還可以有效地減輕風(fēng)機(jī)水泵葉輪的磨損,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,降低運(yùn)行噪聲,還有運(yùn)行工藝對(duì)輔機(jī)設(shè)備的控制性能改善也是十分迫切。例如;鍋爐風(fēng)機(jī)和給粉機(jī)的調(diào)速控制、可以大幅度地改善爐內(nèi)的燃燒工況,從而節(jié)煤、節(jié)水,并可節(jié)省這些物料的運(yùn)輸,處理能量等。工藝條件的改善可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益,已不再簡(jiǎn)單地局限在節(jié)能的范疇,人們會(huì)很快地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),并

4、迅速行動(dòng)起來(lái)。本公司針對(duì)發(fā)電廠各種高低壓輔機(jī)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況,逐一地進(jìn)行節(jié)能改造方案舉例。2 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備之一,鍋爐的四大風(fēng)機(jī)(送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)或排粉風(fēng)機(jī)和煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)的總耗電量約占機(jī)組發(fā)電量的2%左右。隨著火電機(jī)組容量的增大,電站鍋爐風(fēng)機(jī)的容量也在不斷增大,如國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組,風(fēng)機(jī)的總功率達(dá)7140k W(其中,送風(fēng)機(jī)二臺(tái)2500kW,引風(fēng)機(jī)二臺(tái)3200kW,排粉風(fēng)機(jī)總功率1440kW,占機(jī)組容量的3%以上。因此,提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率對(duì)降低廠用電率具有重要的作用。2.1 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況和節(jié)能效果我國(guó)電站風(fēng)機(jī)已普遍采用了高效離心風(fēng)機(jī),但實(shí)際運(yùn)行效率并不高,其

5、主要原因:一.風(fēng)機(jī)的調(diào)速性能差二.運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的最高效率點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)行的火電設(shè)計(jì)規(guī)程SDJ-79規(guī)定,燃煤鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕度分別為5%和5%10%,風(fēng)壓裕度分別為10%和10%15%。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中,很難準(zhǔn)確地計(jì)算出管網(wǎng)的阻力,并考慮到長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的各種問(wèn)題,通常總是把系統(tǒng)的最大風(fēng)量和風(fēng)壓富裕量作為選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)的設(shè)計(jì)值。但風(fēng)機(jī)的型號(hào)和系列是有限的,往往在選用不到合適的風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí),只好往大機(jī)號(hào)上靠。這樣,電站鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓富裕度達(dá)20%30%是比較常見(jiàn)的。電站鍋爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓的富裕度以及機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)相偏離,從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行

6、效率大幅度下降。一般情況下,采用調(diào)節(jié)門(mén)調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī),在兩者偏離10%時(shí),效率下降8%左右;偏離20%時(shí),效率下降20%左右;而偏離30%時(shí),效率則下降30%以上,對(duì)于采用調(diào)節(jié)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機(jī),這是一個(gè)固有的不可避免的問(wèn)題?？梢?jiàn),鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的用電量中,很大一部分是因風(fēng)機(jī)的型號(hào)與管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)不匹配及調(diào)節(jié)方式不當(dāng)而被調(diào)節(jié)門(mén)消耗掉的。因此,改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式是提高風(fēng)機(jī)效率,降低風(fēng)機(jī)耗電量的最有效途徑。2.2 風(fēng)機(jī)調(diào)速節(jié)能改造方案分析(1 對(duì)于常年帶滿負(fù)荷的機(jī)組根據(jù)生產(chǎn)狀況,大部分所配置的風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮各方面因素,都加大容量。而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是恒定不變的,總是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),這樣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量

7、及風(fēng)壓需要安裝一個(gè)放風(fēng)調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量因而浪費(fèi)電能及產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。同時(shí)產(chǎn)生很大的噪音,造成噪音污染。我們的改造方案如下:一、當(dāng)風(fēng)量裕度在10%左右時(shí),此時(shí)只要采用調(diào)節(jié)閥門(mén)調(diào)節(jié)即可,不必采用變速調(diào)節(jié)。二、當(dāng)風(fēng)量余度大于10%時(shí),采用變頻調(diào)速非常經(jīng)濟(jì),安裝變頻器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速則可不用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)風(fēng)量,風(fēng)壓基本保持恒定。所需風(fēng)量大小由窯面操作人員根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)變頻器的運(yùn)程控制器,即調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率(050Hz大小達(dá)到控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速快慢,最終控制風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量滿足工作要求?；蛟陲L(fēng)道安裝壓力傳感器組成閉環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制。三、優(yōu)點(diǎn):1、安裝變頻器后,主要是采用軟起動(dòng),消除起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬間沖擊

8、力,對(duì)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)可起到保護(hù)作用,另風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí),變頻器可以自動(dòng)斷電,對(duì)電機(jī)起保護(hù)作用。2、在風(fēng)機(jī)風(fēng)量有富余放空情況下,安裝變頻器后,可保證節(jié)電效果在25%以上。一般在12個(gè)月回收成本。3、降低噪音污染,提高電機(jī)功率因數(shù),達(dá)到0.98以上,起到環(huán)保節(jié)電作用。3 水泵火力發(fā)電機(jī)組必須配備的水泵主要有鍋爐給水泵、循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵,其次還有射水泵、低壓加熱器疏水泵、熱網(wǎng)水泵、冷卻水泵、灰漿泵、軸封水泵、除鹽水泵、清水泵、過(guò)濾器反洗泵、生活水泵、消防水泵和補(bǔ)給水泵等。這些水泵數(shù)量多,總裝機(jī)容量大:50MW 火電機(jī)組的主要配套水泵的總裝機(jī)容量為6430kW,占機(jī)組容量的12.86%;100MW機(jī)組為

9、10480kW,占10.48%;200MW機(jī)組為15450kW,占7.73%。100MW機(jī)組主要配套水泵的總耗電量約占全部廠用電量的70%左右。由此可見(jiàn),水泵確實(shí)是火力發(fā)電廠中耗電量最大的一類(lèi)輔機(jī)。因此,提高水泵的運(yùn)行效率,降低水泵的電耗對(duì)降低廠用電率具有舉足輕重的意義。3.1 給水泵與風(fēng)機(jī)一樣,由于設(shè)計(jì)中層層加碼,留有過(guò)大的富裕量,造成大馬拉小車(chē)現(xiàn)象之外,由于采用節(jié)流調(diào)節(jié),為滿足生產(chǎn)工藝上的要求,造成更大的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。一臺(tái)200MW發(fā)電機(jī)組的給水泵,其電動(dòng)機(jī)功率達(dá)5000kW,水泵的出口壓力為25.0MPa,而正常運(yùn)行時(shí)的汽包壓力為16.5MPa。水泵的出口壓力與正常的汽包壓力之間的差別如

10、此之大(8.5MPa的原因有兩個(gè):(1 考慮到鍋爐檢修以后打水壓試驗(yàn)的需要;(2 為給水調(diào)節(jié)閥前提供較大的壓力,以提高調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反應(yīng)速度。由以上分析可知,當(dāng)電動(dòng)機(jī)定速運(yùn)行時(shí),為了維持汽包壓力在正常值,必須在給水管道上加裝給水調(diào)節(jié)閥,增加阻力,以至消耗大量的能源。若電機(jī)采用調(diào)速驅(qū)動(dòng),則可用改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足不同的壓力要求,節(jié)省了因閥門(mén)阻力引起的附加損耗,達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)以調(diào)速方法改變壓力的響應(yīng)速度遠(yuǎn)比改變閥門(mén)開(kāi)度來(lái)得快,使鍋爐汽包水位自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反應(yīng)加快,改善了鍋爐給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能。為了降低水泵的能耗,除了提高水泵本身的效率、降低管路系統(tǒng)阻力、合理配套并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度外,采用調(diào)速驅(qū)動(dòng)是

11、一種更加有效的途徑。因?yàn)榇蠖鄶?shù)水泵都需要根據(jù)主機(jī)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)流量,對(duì)調(diào)峰機(jī)組的水泵則尤其如此。根據(jù)目前我國(guó)電網(wǎng)的負(fù)荷情況,大多數(shù)12 5MW機(jī)組已參與調(diào)峰,為擴(kuò)大調(diào)峰能力甚至一些200MW機(jī)組也不得不參與調(diào)峰運(yùn)行。為這類(lèi)調(diào)峰機(jī)組配套的各種水泵最好采用調(diào)速驅(qū)動(dòng),以獲得最佳節(jié)能效果。例如,有一臺(tái)國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組配備三臺(tái)DG400-180型定速給水泵,當(dāng)主機(jī)負(fù)荷為180MW時(shí)運(yùn)行兩臺(tái)泵,調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失高達(dá)2.2MPa,僅此一項(xiàng)每年浪費(fèi)電能883.9萬(wàn)kWh。如果改用一臺(tái)全容量調(diào)速給水泵則可以節(jié)省大量電能(表1。由表1可見(jiàn),當(dāng)主機(jī)采用定壓運(yùn)行方式時(shí),可平均節(jié)電20%,當(dāng)主機(jī)采用定-滑-定運(yùn)行方式

12、時(shí)可平均節(jié)電30%。以上是沒(méi)有考慮給水焓升變化的計(jì)算結(jié)果,如果考慮調(diào)速泵中給水焓升較小,則平均節(jié)電率將下降3%5%。從效率變化方面來(lái)看,節(jié)流調(diào)節(jié)法在工況改變時(shí)泵的效率曲線不變,因此隨著流量減小泵的效率下降比較快,而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí),泵的效率曲線也相應(yīng)改變。因此,可以保證泵始終在高效區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行。如果管路系統(tǒng)的靜揚(yáng)程H0=0(例如水平開(kāi)式供水的情況,那么管路系統(tǒng)阻力曲線近似于相似拋物線,泵的運(yùn)行工況點(diǎn)近似于相似工況點(diǎn)。這樣,泵在變速運(yùn)行過(guò)程中性能參數(shù)的變化可用比例定律表示,由(1式可得:因此,用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)流量可以大幅度節(jié)約電能。譬如流量下降到額定流量的80%,軸功率將下降到額定值的

13、51%;如果流量下降到50%,那么軸功率可以大幅度地下降到1 3%。當(dāng)然,實(shí)際上還要考慮調(diào)速裝置的滑差損失等因素,即使如此節(jié)電效果也是十分可觀的。如果靜揚(yáng)程H0不太大,也可以近似用比例定律來(lái)估計(jì)調(diào)速節(jié)能的效果。以上敘述了一臺(tái)泵單獨(dú)供水時(shí)調(diào)速節(jié)能的原理,火力發(fā)電廠中單泵供單爐的單元制給水系統(tǒng)就屬于這種情況。但是,單機(jī)容量100MW以下的火力發(fā)電廠基本上采用母管制給水系統(tǒng),這種系統(tǒng)根據(jù)所需給水量的變化增減運(yùn)行泵的臺(tái)數(shù),即所謂臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法。如果泵的臺(tái)數(shù)比較多,采用這種方法也可以使各泵的運(yùn)行工況點(diǎn)接近于高效區(qū),所以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性也比較好。有些給水系統(tǒng)還配備了流量大小不同的給水泵,根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行大小泵搭配運(yùn)行,

14、即所謂經(jīng)濟(jì)調(diào)度,這樣運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性會(huì)更好些。但是,為了最大限度地提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,最理想的方案還是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),因?yàn)榕_(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法仍然存在一些節(jié)流損失,而且在變負(fù)荷時(shí)泵的運(yùn)行效率仍然有些降低,采用臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法時(shí)泵軸功率的差異。另外,與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法相比,臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法不僅經(jīng)濟(jì)性差,而且安全性也差,因?yàn)樗仨毟鶕?jù)負(fù)荷經(jīng)常起動(dòng)和停泵,增加了不安全因素。由于給水泵的功率大,一般在5000kW以上,采用變頻調(diào)速雖然性能優(yōu)越,但是成本太高,投資回收周期長(zhǎng),在目前還不能滿足給水泵節(jié)能改造的要求,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,給水泵實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速也是完全可能的。目前300MW機(jī)組的給水泵一般采用小汽輪機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng),200MW及以

15、下機(jī)組則大部分可采用液力耦合器調(diào)速。液力耦合器雖屬低效調(diào)速方式,但是即使在低轉(zhuǎn)速比時(shí),相對(duì)節(jié)流調(diào)節(jié)而言,也有明顯的節(jié)能效果,并且因其投資少,見(jiàn)效快,資金回收周期短,在老機(jī)組和中小機(jī)組節(jié)能改造工程中,不失為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的改造方案。3.2 循環(huán)水泵循環(huán)水泵是為火電機(jī)組凝汽器系統(tǒng)提供冷卻水的重要輔機(jī)設(shè)備,為大流量低揚(yáng)程軸流泵。一般小機(jī)組為母管制,大機(jī)組為單元制。其運(yùn)行方式為隨機(jī)組長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。一般一臺(tái)機(jī)組為兩臺(tái)泵,冬天一臺(tái)泵運(yùn)行、夏天需兩臺(tái)泵運(yùn)行。為了運(yùn)行的可靠性,也有設(shè)計(jì)三臺(tái)泵的,一臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用,一臺(tái)檢修。循環(huán)水泵目前大多采用動(dòng)葉可調(diào)的軸流泵,但是由于是定速運(yùn)行,因此很難適應(yīng)季節(jié)和負(fù)荷的變化,

16、造成冷卻水的大量浪費(fèi)。若采用變頻調(diào)速改造,既可節(jié)能降耗,又提供了循環(huán)水的流量調(diào)節(jié)手段,使機(jī)組保持最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)水泵的電機(jī)功率一般在20003000kW,采用中壓變頻器改造比較合適,考慮到其運(yùn)行方式,也為了節(jié)省改造經(jīng)費(fèi),可采用一拖三方案,即用一臺(tái)變頻器分別拖動(dòng)機(jī)組的三臺(tái)循環(huán)水泵。冬季和低負(fù)荷時(shí),一臺(tái)泵調(diào)速運(yùn)行;夏季和高負(fù)荷時(shí),一臺(tái)泵定速運(yùn)行,一臺(tái)泵調(diào)速運(yùn)行。調(diào)速泵采集汽機(jī)調(diào)節(jié)級(jí)壓力,大氣壓力,凝汽器真空及泵的出、入口水溫等信號(hào)經(jīng)控制系統(tǒng)處理后,給變頻器輸出420mA的速度給定指令信號(hào),實(shí)現(xiàn)泵速自動(dòng)調(diào)節(jié),確保循環(huán)水倍率,提高冷卻效果。3.3 凝結(jié)水泵凝結(jié)水泵屬中低壓冷水泵,其吸入側(cè)為真空狀

17、態(tài)。一般一臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)2臺(tái)泵,一臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用,每臺(tái)泵的出力均為110%額定流量;大機(jī)組采用3臺(tái)泵,二臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用,每臺(tái)泵的出力均為55%額定流量。目前存在的問(wèn)題是:(1由于凝結(jié)水泵定速運(yùn)行,靠出口電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)的節(jié)流控制,節(jié)流量大,出口壓力高,經(jīng)常發(fā)生泵的格蘭大量漏水造成熱量和水量損失,地面污染,導(dǎo)致不能正常運(yùn)行甚至損壞泵。(2電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)是電動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu),線性度差,存在調(diào)節(jié)滯后,調(diào)節(jié)品質(zhì)差的問(wèn)題影響了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)水位運(yùn)行狀態(tài),導(dǎo)致泵的嚴(yán)重汽蝕;因?yàn)槭橇⑹奖?水泵軸向竄動(dòng)嚴(yán)重,電流晃動(dòng)大,軸承損壞,疏水管道振動(dòng)和泄露等故障,增加了泵的維護(hù)工作量,經(jīng)常要倒泵,影響機(jī)組安全運(yùn)行。(3

18、由于采用定速泵出口門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)方式,無(wú)法穩(wěn)定控制凝汽器熱井水位,熱井水位時(shí)高時(shí)低,運(yùn)行人員操作頻繁,嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。凝結(jié)水泵采用變頻調(diào)速改造,除了節(jié)能效果外,還可收到良好的工藝控制效果,提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。凝結(jié)水泵的功率一般為5001500kW,采用中壓變頻器較為合算。對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行變頻改造,采用一拖一方案。要求正常情況下,一臺(tái)變頻泵運(yùn)行,另一臺(tái)變頻泵備用,當(dāng)一名變頻泵的開(kāi)關(guān)因故跳閘時(shí),另一臺(tái)變頻泵的開(kāi)關(guān)自投,以確保機(jī)組安全運(yùn)行。3.4 灰漿(渣泵灰漿(渣泵是將煤在鍋爐中燃燒后沖到灰漿池中的灰漿、灰渣排到貯灰場(chǎng)的設(shè)備。一般兩臺(tái)機(jī)組共用,配置3臺(tái)泵,每臺(tái)泵的出力為110%額定流

19、量。還要外加一臺(tái)清洗水泵,用來(lái)沖洗灰漿(渣泵及管道的積灰。其運(yùn)行方式是三臺(tái)泵輪流間斷運(yùn)行,因?yàn)槿绻骋慌_(tái)泵長(zhǎng)期不運(yùn)行的話,出口會(huì)被灰漿、灰渣堵死,再次開(kāi)泵時(shí)會(huì)造成電機(jī)過(guò)載而燒壞;另外若一臺(tái)泵開(kāi)著,時(shí)間不長(zhǎng)就會(huì)將灰漿池抽干,泵空轉(zhuǎn)引起汽蝕,而停泵若超過(guò)半個(gè)小時(shí),灰漿池又會(huì)溢出,如再次開(kāi)啟才停運(yùn)的泵,則容易因?yàn)檫^(guò)熱而引起電機(jī)損壞。因而操作頻繁,泵和電機(jī)損壞嚴(yán)重。因此,灰漿泵是發(fā)電廠中最需要進(jìn)行變頻改造的泵,而又是進(jìn)行變頻改造經(jīng)濟(jì)性最差的設(shè)備。因?yàn)?灰漿泵的容量為300500kW,為6kV高壓電機(jī),若采用6kV高壓變頻器,沒(méi)有這個(gè)功率等級(jí)的設(shè)備,一般都在1000kW以上,設(shè)備的電流利用率低,投資高,

20、不劃算。且灰漿泵的調(diào)速改造主要是改善工藝條件和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,減少維修量,節(jié)能效益不大。因此,可采用高-低-低方案,即用一臺(tái)變壓器將電壓6kV降為380V或690V,用380 V(或690V低壓變頻器,將6kV電機(jī)換成380V或690V電機(jī),較為經(jīng)濟(jì)合理。為了進(jìn)一步節(jié)省投資,可采用“一拖三”方案,即用一套變頻調(diào)速裝置,輪流拖動(dòng)三臺(tái)泵運(yùn)行。由于灰漿泵為間斷運(yùn)行方式,泵的切換可采用“冷”切換的方式:停泵-切換-啟動(dòng)另一臺(tái)泵。其它還有低加疏水泵,熱網(wǎng)水泵,清水泵,補(bǔ)給水泵和生活水泵等,均為低壓電機(jī)拖動(dòng),可根據(jù)其運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)合理的改造方案,這里不再一一贅述。4 燃料制備系統(tǒng)我國(guó)絕大部分火電廠是以煤

21、為燃料的,在機(jī)組啟動(dòng)和穩(wěn)燃期間也用油燃料(輕油、重油。燃料制備系統(tǒng)主要有卸煤輸煤設(shè)備,磨煤機(jī)、給煤機(jī)、給粉機(jī)、排粉機(jī)和供油泵等設(shè)備。4.1 磨煤機(jī)一般中間貯倉(cāng)式制粉系統(tǒng)只采用鋼球磨煤機(jī),每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)以上,出力儲(chǔ)備系數(shù) 1.15。磨煤機(jī)的控制根據(jù)粉倉(cāng)粉位信號(hào)采用臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法,磨煤機(jī)不必采用變頻調(diào)速。若機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)大,磨煤機(jī)起動(dòng)頻繁的話,則要解決的是磨煤機(jī)的起動(dòng)沖擊問(wèn)題,但是僅僅為了解決起動(dòng)問(wèn)題而采用高壓電機(jī)軟起動(dòng)器的話,也不夠經(jīng)濟(jì),并且軟起動(dòng)器對(duì)于需要重載起動(dòng)的磨煤機(jī)也作用不大,這時(shí)可進(jìn)行給粉機(jī)的變頻改造以改善燃料控制手段;或增加粉倉(cāng)容量以減少磨煤機(jī)的起動(dòng)次數(shù)。對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng),每臺(tái)鍋爐配備

22、中速磨煤機(jī)或風(fēng)扇磨煤機(jī)48臺(tái),其中必須有一臺(tái)備用。當(dāng)鍋爐帶額定負(fù)荷運(yùn)行,須6臺(tái)磨煤機(jī)工作時(shí),允許有2臺(tái)備用;對(duì)于雙爐膛鍋爐,每個(gè)爐膛宜各設(shè)一臺(tái)備用磨煤機(jī)。直吹式制粉系統(tǒng)的燃料(煤粉是靠排粉風(fēng)機(jī)(對(duì)于負(fù)壓送粉系統(tǒng),或一次風(fēng)機(jī)(對(duì)于正壓送粉系統(tǒng)送入爐膛燃燒的,為了改善進(jìn)入爐膛的燃料的可控制性,可對(duì)排粉風(fēng)機(jī)或一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造,而磨煤機(jī)則根據(jù)鍋爐負(fù)荷需要采用臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。4.2 給粉機(jī)對(duì)于中間貯倉(cāng)式制粉系統(tǒng),燃料(煤粉是通過(guò)給粉機(jī)送入爐膛的,改變給粉機(jī)的轉(zhuǎn)速即可改變給粉量。以前多采用滑差電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整,存在許多問(wèn)題,現(xiàn)在均用變頻器來(lái)改變其轉(zhuǎn)速。給粉機(jī)都是3kW的小電機(jī),每臺(tái)鍋爐816臺(tái),實(shí)現(xiàn)變頻

23、調(diào)速主要是改善控制工藝,配合風(fēng)量的變化改善鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì),有利于機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的投入,改善整個(gè)發(fā)電機(jī)組的控制性能。4.3 給煤機(jī)磨煤機(jī)所需的煤量是由給煤機(jī)輸送的。由于煤種及磨煤機(jī)工況隨時(shí)改變,給煤量也是要改變的。原來(lái)受技術(shù)條件的限制,給煤機(jī)存在調(diào)速不穩(wěn)定,下煤不均勻,造成磨煤機(jī)存煤量變化頻繁,導(dǎo)致磨煤機(jī)入口負(fù)壓,出口溫度大幅度波動(dòng),不利于機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,跑粉、堵煤嚴(yán)重?，F(xiàn)在均用變頻器調(diào)節(jié)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速,改善了給煤的可控性,并作為制粉系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的子系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)制粉系統(tǒng)自動(dòng)化,降低電耗創(chuàng)造了條件。4.4 供油泵供油泵是在機(jī)組開(kāi)、停機(jī)時(shí)或者低負(fù)荷時(shí)爐膛燃燒不穩(wěn)定時(shí)為鍋爐提供燃油的設(shè)備

24、,一般兩臺(tái)機(jī)組共用一套燃油系統(tǒng),配備三臺(tái)供油泵,一臺(tái)運(yùn)行、兩臺(tái)備用。機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),鍋爐的燃料是煤粉,理論上供油泵可以全部停運(yùn)。但是為了應(yīng)付由各種原因造成的鍋爐燃燒不穩(wěn)定的緊急情況,為確保機(jī)組安全運(yùn)行,規(guī)程規(guī)定要有一臺(tái)泵長(zhǎng)期運(yùn)行,以維持燃油的正常循環(huán)。這種運(yùn)行方式的缺點(diǎn)是:除了浪費(fèi)能源外,燃油長(zhǎng)期高速流動(dòng),造成貯油罐溫度升高,特別是在盛夏高溫季節(jié),油罐溫度可高達(dá)50,造成嚴(yán)重的安全隱患,供電管路長(zhǎng)期呈高壓狀態(tài),管道閥門(mén),活結(jié)等管件容易發(fā)生滲漏,增加了設(shè)備維護(hù)工作量,也影響了環(huán)境。若改用變頻調(diào)速,正常情況下讓油低速循環(huán),就可免除上述隱患,又能在緊急情況時(shí)保證鍋爐的供油。供油泵為低壓電機(jī),可采用低壓變頻器一拖三帶工頻旁路的方案,比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。5 結(jié) 論 ； 鑒于發(fā)電廠輔機(jī)電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)能的巨大經(jīng)濟(jì)潛力和面對(duì)廠網(wǎng)分家，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的嚴(yán)峻形 勢(shì)，發(fā)電廠輔機(jī)調(diào)速節(jié)能改造勢(shì)在必行。各種調(diào)速方式在性能指標(biāo)、節(jié)能效果、資金投入等 方面各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此在采用何種調(diào)速方案