國產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應(yīng)用-大屯煤電集團熱電廠

1、國產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐引風機上的應(yīng)用大屯煤電集團熱電廠 技術(shù)中心所長 高正祥一、市場調(diào)研上海大屯能源股份有限公司煤矸石電廠4#鍋爐(75t) 為循環(huán)硫化床鍋爐, 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒工藝如下：其燃燒屬低溫燃燒，燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風一般設(shè)有一次風和二次風 ，一次風由布風板下部送入燃燒室，主要保證料層流化；二次風沿燃燒室高度分級多點送入，主要是增加燃燒室的氧量保證燃料燃燼；燃燒室內(nèi)的物料在一定的流化風速作用下，發(fā)生劇烈擾動，部分固體顆料在高速氣流的攜 帶下離開燃燒室進入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進入物料分離裝臵，爐膛內(nèi)形成氣

2、固兩相流，進入分離裝臵的煙氣經(jīng)過固氣分離，被分離下來的顆料沿分離裝臵下部的返料裝臵送回到燃燒室，經(jīng)過分離的煙氣通過對流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，離開鍋爐。因為循環(huán)流化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝臵，被分離下來的顆料經(jīng)過返料器又被送回爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳熱方式，而且還有對流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，確保鍋爐達到額定出力。并且循環(huán)流化床鍋爐對煤質(zhì)的要求不高，可以使用劣質(zhì)煤，并且其污染物的排放很低，屬于環(huán)保型鍋爐，是國家大力推廣的新型鍋爐，目前很多小型電站均使用該類型鍋爐。機）分離器圖1循環(huán)流化床鍋爐風煙系統(tǒng)示意圖循環(huán)流化床

3、鍋爐風煙系統(tǒng)的運行特點為風機多、風系統(tǒng)復(fù)雜、風機風壓高、運行電耗大、運行操作復(fù)雜、設(shè)計裕量大、鍋爐負荷變化大、外部因素對鍋爐運行影響也大（如煤的成分），尤其是引風機則要時刻參與爐膛壓力調(diào)節(jié)，保證旋風分離器正常的分離效果，再加上機組必須經(jīng)常參與調(diào)峰，負荷變動較大，在引風機要求可以調(diào)節(jié)風量風壓的需求最為迫切。目前調(diào)節(jié)風量的方法主要有通過擋板的開度調(diào)節(jié)或通過改變電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量，傳統(tǒng)使用擋板調(diào)節(jié)風量主要存在以下問題：非線形調(diào)節(jié)、控制不夠靈敏、對相關(guān)控制系統(tǒng)造成一定的影響、同時輸出不同風量時，驅(qū)動源的輸出能量并沒有改變，造成大量能源浪費。因此采用改變電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風量是最佳的調(diào)整方式。 改變電機轉(zhuǎn)速的方

4、法很多，其中又以變頻調(diào)速最為優(yōu)越。高壓變頻器作為燃燒自動控制、爐膛負壓控制的高效執(zhí)行機構(gòu)，可以很好的保證風量的準確控制和實時控制，有效克服了控制擋板調(diào)節(jié)風量所帶來的弊端，同時達到了節(jié)能的效果。機組運行時基本帶70-80%負荷,引風機采用入口擋板調(diào)節(jié)。為了保證電機的安全穩(wěn)定運行，選用的風機電機的備用容量較大。機組滿負荷運行時，引風機入口擋板開度約70%，機組調(diào)峰時，風機入口擋板開度約40%左右，由于這種原始的調(diào)節(jié)方法僅僅是改變通道的流通阻力，而驅(qū)動源的輸出功率并沒有改變，節(jié)流損失相當大，浪費了大量電能。致使廠用電率高，供電標煤耗高，發(fā)電成本不易降低。同時，電機啟動時會產(chǎn)生5-7倍的沖擊電流，對電

5、機構(gòu)成損害。風機系統(tǒng)自動化水平低，不能及時調(diào)節(jié)，運行效率低。為此，擬采用變頻調(diào)節(jié)方式對風機系統(tǒng)進行改造，以減少溢流和節(jié)流損失，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。二、變頻器運行節(jié)能效果測試情況：為了檢驗變頻器運行效果，我們于2005年07月29日16點至30日15點，對#4爐引風機電機功率及電源側(cè)功率因數(shù)進行測試，測試在相同運行方式及相同工況下進行，測試數(shù)據(jù)如下：表1 變頻器投運前后功率因數(shù)的變化表2 變頻器投運前后電機實際電流的變化由實際測量結(jié)果可以看出，變頻器運行時，引風機電機功率因數(shù)在主汽流量為62時比變頻前平均提高約0.16，在主汽流量為58時比變頻前平均提高約0.19。變頻器運行時，引風機電機實際

6、消耗功率，在主汽流量為62時，比變頻前減少289.7-203.7=86千瓦，；在主汽流量為58時，比變頻前減少267.5-151.2=116.3千瓦。變頻改造后的效益計算#4鍋爐按全年運行340天考慮,全年節(jié)電量為：引風機應(yīng)用變頻器后，廠用電由原來的18%降至目前的11%，下降達7個百分點。三、應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果1、改善了工藝。投入變頻器后引風機風道檔板在全開位臵，風道檔板壓流損失減小到0；由于變頻器可以非常平滑穩(wěn)定的調(diào)整風量，運行人員可以自如的調(diào)控燃燒，鍋爐運行參數(shù)得到了改善，提高了鍋爐效率。2、維護量減少。采用變頻調(diào)速后，無論哪種工藝條件，隨時可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)速使風機在接近額

7、定狀態(tài)下工作，這樣就可避免因通過風門控制使風機過多偏離額定工作區(qū)而引起的振動，通常情況下，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低風機的轉(zhuǎn)速。由于啟動緩慢及轉(zhuǎn)速的降低，相應(yīng)地延長了許多零部件的壽命；同時極大的減輕了煙氣對煙道檔板的沖擊腐蝕，有效延長了煙道檔板的檢修周期，減少了檢修維護開支，節(jié)約大量維護費用。3、工作強度降低。由于調(diào)速系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備之間實現(xiàn)計算機聯(lián)鎖控制，機組實現(xiàn)自動運行和相應(yīng)的保護及故障報警，操作工作由動手轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控，完全實現(xiàn)生產(chǎn)的無人操作，大大降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，為優(yōu)化運營提供了可靠保證。4、減少了對電網(wǎng)的沖擊。采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動，電機啟動電流只是額定電流，啟動時間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)無大的沖擊，減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對電機機械損傷，有效的延長了電機的使用壽命