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爐引風(fēng)機(jī)變頻改造后節(jié)能分析及運(yùn)行中存在的問(wèn)題與對(duì)策

1.概述
  在目前“廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的電力體制下,作為火力發(fā)電的韶關(guān)電廠,如何降低廠用電率和供電煤耗,降低發(fā)電成本、提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力,就成了我們迫在眉睫、急需解決的問(wèn)題。當(dāng)前火力發(fā)電廠內(nèi)引、送風(fēng)機(jī);凝結(jié)水泵;循環(huán)水泵等主要輔機(jī)均為大容量、高能耗的轉(zhuǎn)機(jī),全采用定速運(yùn)行的方式,轉(zhuǎn)機(jī)能耗無(wú)法按機(jī)組負(fù)荷的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。而實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組的出力按系統(tǒng)峰、谷負(fù)荷的要求,每日均需頻繁的變化。鍋爐引風(fēng)機(jī)為了滿(mǎn)足機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行的穩(wěn)燃要求,傳統(tǒng)的做法是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。這種調(diào)節(jié)的方法存在兩個(gè)主要的缺點(diǎn):首先由于風(fēng)機(jī)電機(jī)的功率不變,只是人為地關(guān)小風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板,這樣就增加了風(fēng)機(jī)節(jié)流損失,使廠用電率增加經(jīng)濟(jì)性差。其次由于風(fēng)門(mén)擋板的調(diào)節(jié)特性及精度差,不能很好地滿(mǎn)足機(jī)組變負(fù)荷的調(diào)整要求安全性差。對(duì)此我廠#8爐引風(fēng)機(jī)從2005年3月份完成了變頻改造,通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)了引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的無(wú)極調(diào)節(jié),使風(fēng)機(jī)的能耗可以根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的變化進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,取得了明顯的節(jié)能效果及良好的調(diào)節(jié)特性。
2.引風(fēng)機(jī)變頻改造后節(jié)能分析
  #8爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)采用型號(hào)為YD1400/700-8/10的雙速電機(jī);額定容量1400/700kw。原來(lái)通過(guò)三臺(tái)電源開(kāi)關(guān)之間的切換來(lái)改變電機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù),可以選擇電機(jī)在747/598rpm兩個(gè)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,無(wú)法根據(jù)機(jī)組出力平滑調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,且運(yùn)行中高、低速之間的切換操作不方便,對(duì)鍋爐燃燒擾動(dòng)大。變頻改造后使用一臺(tái)電源開(kāi)關(guān)、一臺(tái)高壓變頻器,通過(guò)變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的無(wú)極調(diào)速。以下是引風(fēng)機(jī)變頻改造前、后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)分析:

表1:#8爐引風(fēng)機(jī)變頻改造前能耗統(tǒng)計(jì)表
采樣日期(2005年) 甲引風(fēng)機(jī)日耗電量(萬(wàn)kwh) 乙引風(fēng)機(jī)日耗電量(萬(wàn)kwh) 甲、乙引風(fēng)機(jī)總?cè)蘸碾娏?萬(wàn)kwh)  機(jī)組日發(fā)電量(萬(wàn)kwh)   

11月5日

1.366

1.368

2.734

465.5

11月6日

1.368

1.345

2.713

472.61

11月7日

1.332

1.440

2.772

480.2

11月8日

1.368

1.368

2.736

478.54

11月9日

1.398

1.368

2.766

472.3

11月10日

1.404

1.344

2.748

480.8

11月11日

1.368

1.405

2.773

471.6

一周合計(jì)

9.604

9.638

19.242

3321.55


注:本周#8爐甲、乙引風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。
  由表一的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知:變頻改造前引風(fēng)機(jī)的日平均耗電量為Eday=19.242/7=2.748(萬(wàn)kwh)
  機(jī)組日平均發(fā)電量為Pday=3321.55/7=474.5(萬(wàn)kwh)
引風(fēng)機(jī)能耗占發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)%=2.748/474.5*100%=0.58%
  
表2:#8爐引風(fēng)機(jī)變頻改造后能耗統(tǒng)計(jì)表
采樣日期(2005年) 甲引風(fēng)機(jī)日耗電量(萬(wàn)kwh) 乙引風(fēng)機(jī)日耗電量(萬(wàn)kwh) 甲、乙引風(fēng)機(jī)總?cè)蘸碾娏?萬(wàn)kwh)  機(jī)組日發(fā)電量(萬(wàn)kwh)   

11月15日

0.99

1.08

2.07

461.52

11月16日

0.96

1.02

1.98

471.6

11月17日

0.99

1.05

2.04

481.32

11月18日

0.96

0.99

1.95

475.2

11月19日

0.96

1.05

2.01

475.92

11月20日

0.96

0.99

1.95

465.48

11月21日

0.96

1.05

2.01

478.3

一周合計(jì)

6.78

7.23

14.01

3309.34


  注:本周#8爐甲、乙引風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行,但入口風(fēng)門(mén)擋板開(kāi)度為51%。原因是引風(fēng)機(jī)在其人口擋板全開(kāi)運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)速達(dá)到420-480rpm區(qū)間內(nèi),風(fēng)機(jī)響聲異常增大且軸承油環(huán)帶油不正常。為了安全起見(jiàn),將風(fēng)機(jī)人口擋板關(guān)至50%左右,從而提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速避開(kāi)該區(qū)域,消除風(fēng)機(jī)響聲大及油環(huán)帶油慢的問(wèn)題。由于風(fēng)門(mén)的節(jié)流損失,降低了變頻器的節(jié)能效果。
  由表二的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知:變頻改造后引風(fēng)機(jī)的日平均耗電量為Eday=14.01/7=2.001(萬(wàn)kwh)
  機(jī)組日平均發(fā)電量為Pday=3309.34/7=472.76(萬(wàn)kwh)
  引風(fēng)機(jī)能耗占發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)%=2.001/472.76*100%=0.42%
  改造后引風(fēng)機(jī)日節(jié)能E1=2.748-2.001=0.747(萬(wàn)kwh)
  比改造前日節(jié)能百分?jǐn)?shù)E1%=0.747/2.748*100%=27.18%
  以上兩組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的是機(jī)組負(fù)荷率較高(接近額定負(fù)荷率),且由于設(shè)備的原因引風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板節(jié)流至50%時(shí),引風(fēng)機(jī)的節(jié)能情況。在機(jī)組負(fù)荷率低及風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板全開(kāi)的情況下,引風(fēng)機(jī)變頻器的節(jié)能效果會(huì)更加明顯。經(jīng)測(cè)試當(dāng)風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板全開(kāi)時(shí),節(jié)能效果比改造前提高43.4%,可以說(shuō)引風(fēng)機(jī)變頻器改造取得非常良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3.引風(fēng)機(jī)變頻改造后運(yùn)行中存在的問(wèn)題與對(duì)策
  韶關(guān)發(fā)電廠#8爐引風(fēng)機(jī)變頻器改造后,變頻裝置運(yùn)行總體穩(wěn)定可靠,節(jié)能效果非常明顯。但作為一種新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,在變頻器運(yùn)行中也不可避免的出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題,以下就針對(duì)變頻器改造后運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及相應(yīng)的對(duì)策提出自己的看法:
3.1 高壓變頻器運(yùn)行中大功率元件的散熱和防塵問(wèn)題,是確保裝置能否正常工作的重要問(wèn)題。變頻裝置的工作環(huán)境溫度必須嚴(yán)格控制在40℃以下,否則功率元件極易過(guò)熱燒毀,影響機(jī)組安全運(yùn)行。在2005年5月1日曾發(fā)生甲引風(fēng)機(jī)變頻器A3功率模塊燒毀缺陷。對(duì)此我廠采用將變頻器安裝在專(zhuān)用的密封房屋內(nèi),在變頻器冷卻風(fēng)的出風(fēng)口加裝水冷卻器,利用工業(yè)水來(lái)冷卻熱風(fēng),同時(shí)外加室內(nèi)空調(diào)冷卻的辦法,使冷卻效果大幅提高。目前#8爐引風(fēng)機(jī)變頻器工作時(shí)室內(nèi)溫度保持在30℃以下。此外運(yùn)行中還應(yīng)注意要定期清洗冷卻器空氣濾網(wǎng),保證有足夠的冷卻風(fēng)量。經(jīng)采取上述措施后,變頻器工作穩(wěn)定。
3.2 變頻器投運(yùn)初期,曾出現(xiàn)過(guò)多次切換6KV廠用電時(shí)變頻器“三相電流不平衡”跳閘的故障。經(jīng)檢查原因是變頻器設(shè)計(jì)時(shí)只配置電機(jī)保護(hù),而變頻器用變壓器沒(méi)有專(zhuān)用保護(hù),通過(guò)將電機(jī)與變壓器分別配置專(zhuān)用保護(hù)后,以上故障消除,變頻器運(yùn)行正常。
3.3 #8爐引風(fēng)機(jī)變頻改造后,風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板全開(kāi)情況下,當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到420-480rpm區(qū)間時(shí),出現(xiàn)風(fēng)機(jī)響聲異常增大且風(fēng)機(jī)軸承油環(huán)帶油慢的現(xiàn)象。為了安全起見(jiàn)只能人為的將風(fēng)機(jī)人口風(fēng)門(mén)擋板關(guān)小至50%左右,來(lái)提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速避開(kāi)該轉(zhuǎn)速區(qū)域。從而降低了高壓變頻器的節(jié)能效果。經(jīng)測(cè)試機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷時(shí),風(fēng)門(mén)擋板全開(kāi)時(shí)節(jié)能效果達(dá)43.4%,而當(dāng)風(fēng)門(mén)擋板節(jié)流至50%時(shí),節(jié)能效果只有26.6%,這是引風(fēng)機(jī)變頻改造前所沒(méi)有預(yù)料到的問(wèn)題,也是今后變頻改造時(shí)我們值得借鑒的地方。
3.4 #8爐引風(fēng)機(jī)變頻器改造后,風(fēng)機(jī)在變頻與工頻兩種運(yùn)行方式之間的切換時(shí),需要先將引風(fēng)機(jī)停運(yùn),然后手動(dòng)切換變頻器進(jìn)、出口刀閘及旁路刀閘后,才能重新啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,影響了機(jī)組的正常運(yùn)行。建議今后變頻改造時(shí)能用斷路器代替刀閘的切換,從而實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)變頻與工頻運(yùn)行工況的無(wú)擾切換,使風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式更靈活,保障主機(jī)的安全運(yùn)行。
4、總結(jié)
  韶關(guān)發(fā)電廠#8爐變頻器改造后,引風(fēng)機(jī)變頻裝置運(yùn)行可靠穩(wěn)定,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速按機(jī)組出力調(diào)節(jié)平穩(wěn)精確。取得了良好的節(jié)能效果,提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性。使機(jī)組廠用電率及供電煤耗明顯降低,經(jīng)濟(jì)效益顯著。由于降低了發(fā)電成本,提升了發(fā)電機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)力,達(dá)到了變頻器改造的目的。值得推廣應(yīng)用。

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