引风机节能改造

第12卷第4期重庆电力高等专科学校学报007年12月Vol. 12No 4Journal of Chongqing Electric Power CollegeDec.2007引风机节能改造李跃辉,马兴义(中山嘉明电力有限公司横门电厂,广东中山528437)【摘要】针对发电机组在增减负荷和变工况过程中因采用引风机入口挡板开度来调节机组的运行将导致大量节流损失、磨损严重、调节迟缓等缺点。中山横门电厂125MW汽轮机发电机组引风机采用高压变频调速技术,进行节能改造,保证引风机变频改造后满足燃烧工况需要及炉膛燃烧以及变频器安全运行等问题【关健词】变频器;节能;引风机【中图分类号】TK22326【文献标识码】B【文章编号】008-8032(2007)04-0017-04目前,在我国电源结构中,火电占74%(发电大。机组在额定负荷运行时,引风机的进口挡板开量占80%),而一般的火电机组,其厂用电一般占度在20%左右,电机电流在60A左右,形成“大马发电量的4%~7%。拖动大容量风机、水泵类辅拉小车”的现象,导致节流损失严重能耗较大。第机的高压厂用电动机的耗电量占厂用电的80%左一不仅浪费电能,而且挡板及烟道受到较大冲击,右。因此火电机组及其辅机设备的节能工作是非噪声大,磨损严重;第二电机直接起动,起动电流也常重要的。另一方面,为适应电厂的调峰,必须实大对电机不利;再则还有挡板调节动作迟缓执行时调节风机、水泵的流量,以致这些设备的负荷变机构故障多。为了降低厂用电率,实现节能降耗,化范围很大。目前调节流量的方法多为节流调节,增加发电量,决定采用高压变频调速技术,对2#炉由于这种调节方法仅仅是改变了通道的通流阻抗,两台引风机进行节能改造而驱动源的输出功率并没有改变,所以浪费了大量能源。随着电力行业改革的不断深化采取厂网分2改造方案开竞价上网、降低厂用电率降低发电成本以提高2.1一次系统出厂电价的竞争力成为各个电厂的当务之急。因每台引风机安装一台高一高变频器,采用“而采用变频调速技术对这些辅机设备进行改造以拖一”带手动工频旁路的结构方案。主要设备有达到节能目的是非常必要的。6kV母线、原6kⅤ开关、输入隔离开关、移相变压1改造前状况器、变频器、输出隔离开关、旁路开关、原引风机。其系统如图1所示。中山嘉明电力有限公司横门电厂现有的两台125MW汽轮发电机组,每台炉配置两台Y4-732.2系统结构介绍11NO5D离心式引风机,分A、B两侧对称布置DHVECTOL-D系列无电网污染高压大功率将烟气引致烟囱入口。机组正常运行时两台引风变频器,是采用多重化技术的直接“高一高”变换机都运行保持炉膛内的负压。机组在加负荷、减形式各功率单元由一台18个二次绕组的隔离变负荷或运行工况变化的过程中需要调整引风机的压器供电。采用高速微处理器实现控制以光导纤人口挡板的开度来满足机组运行的需求。引风机维隔产为1气相由5个功率单元构成多重化串釆用入口挡板的开度来进行调节,节流损失比较联的中国煤化工定的低压电平,再CNMHG收稿日期:200709-03重庆电力高等专科学校学报第12卷开关母QEI变频器图1一次系统图注:QS2为单刀双置隔离开关由6个单元串联叠加为所需的高压如图2、图3所示。每相由六个相同的功率单元串联而成,相电压为3464V。每个功率单元输出有效值V=577V,峰值输出电压Vn=2V.=816V采用多重化串联结构使用低压器件实现了高压输出,减低了对功率器件的耐压要求。它对电网3w②Ve-al6vp谐波污染非常小,输入电流谐波畸变率小于4%,c满足IEE19-1992的谐波抑制标准;输入功率因数高达0%6以上,不必采用输人谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形接近正弦波,不存在输出谐波引起的电动机发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题,对普通异步电动机不必加输出滤波器就可以直接使用。图26kV变频器电压叠加示意图6k50B正工输人<<〈<<4<<4异步电动机系能微功率单元中国煤化工6k变频器等效原理BCNMHG图36级6kV变频器电路原理示意图第4期李跃辉等:引风机节能改造23变频器与DCS接口机转速等模拟量信号。通过4-20mA的调速信号根据炉膛负压控3改造后的节能效果制变频器的输出频率,并由DCS输出信号,控制变频器的启停。变频器还可以向DCS反馈运行、停改造前后的用电量发电量引风机耗电率、厂止、报警故障等状态信号,以及变频器的电流电电率,如表1所示;引风机风门开度电流如表2所示。1引风机用电参数日期2炉引风机用电量与发电量(改造前)2炉引风机用电量与发电量(改造后)天数A.B引风机2#机组发A.B引风机厂用电率A.B引风机2#机组发A.B引风机厂用电率电量kWh电量kWh耗电率%电量kWh电量kWh耗电率%2194224288000.9036.02612024707520.2472216720.95.9024133440.24832158224000960.8996.0556824619200.2315.042174424751680.8786.122548032024817920.8726.30597624310080.2462165424310080.8915.962439840130230衰2在10MW负荷时引风机的风门开度和电动机电流情况风机;改造后机组在启动时,为防止变频器跳闸后名称改造前炉膛熄火,应在启动初期将两台引风机都要启动起2A引风机2B引风机2A引风机2B引风机来风]开度(%)202597(2)由于引风机具有大惯量,在变频改造后电流(A)59要注意风机可能存在扭曲共振现象,运行中,一旦由此可见在发电量基本相同的情况下,六天共发生共振将严重损坏风机和拖动电机。所以,必省电:13030-35838=94392kW.h,平均每天节电须计算或测量风机与电机连接轴系的扭振临界转15732kW.h,节电率为94392/130230*100%=72.速,并采取设置频率跳跃功能避开共振点。5%;全年按330天计算,总节电量为:15732*330=(3)变频器不能由输出口反向送电,在电气回519156kWh;按每度电上网电价04元计算每年路设计中必须注意在引风机高压变频器接线设计的经济收益可达:5191560*0.4≈208万元时,要求工频运行时Q2投工频侧但Qs1一定不4变频器在设计调试和运行中应注能合上:2和Qs1之间要求设置电气闭锁和机械意的技术问题闭锁,以确保变频器的运行安全。(4)变频器主回路的常见故障是电解电容器,利用变频器进行节能技术改造不仅能提高经其使用寿命由内部温度决定,所以变频器安装和运济效益,而且能产生巨大的社会效益促进企业的行环境要求较高。为了使变频器能长期稳定和可技术进步。但在技术上,要根据不同的生产设备,靠运行,对变频器安装的室内环境温度要求最好控选择相应特性的变频器,在对锅炉风机进行变频改制在0~40℃之间。变频器室应配备空调设备,保造中除必须考虑变频器的提速、降速特性是否满持温度恒定。足燃烧工况的要求外,在技术上还必须考虑下列问(5)若两台引风机并联运行工况位于并联性题,以免带来不必要的损失能曲线的不稳定工况区,或变频时两台风机转速不(1)锅炉的安全运行是全厂动力的根本保证,一样,或一台变频运行、另一台工频运行时会出现虽然变频调速装置是可靠的但一旦出现问题,必抢风中国煤化工尽量保证并联运须确保锅炉安全。所以,必须实现“一拖一”带工行风CNMH并联运行风机进频旁路的结构方案,工频旁路采用手动转换。在引小流量区土作。若一台变频运行另一台工频运风机的启动方式上,改造前当机组启动时是先启行时出现抢风可利用定速风机入口挡板控制其流动一台引风机,在70MW负荷时,再启动另一台引量变频风机的运行频率也不能太低。重庆电力高等专科学校学报第12卷(6)6kV母线失压,备用电源自投成功(时间约突出,“错峰用电”的现象时有发生,同时由于煤15秒左右),要求变频器能连续运行。在变频器软油的供应紧张涨价,发电企业需承受巨大的生产件中应能实现:6V母线失压后首先闭锁高压变频成本。如何提高火电厂的一次能源利用率,尽可能装置的输出并在变频器再启动的逻辑中设置一定地降低发电成本,成为全国各大发电企业及科研院延时跳6kV主开关使其躲过备电自投时间。这样所研究的课题。火电厂既是电能的生产者,又是电当备用电源自投成功后由于输出闭锁能保持装置能的消费者。所以电厂在保证安全发电的同时,也直流母线有一定电压不需预充电时间,在1秒内就应该依靠科技进步,加大节能降耗力度,最大限度可恢复到失压前转速。所采用的变频器能在5个周降低电力消耗,增加发电量缓解供需紧张局面,在波内停止输出,具备瞬时停电再启动功能。节能方面与用电单位有着同样不可忽视的作用(7)若需连续改变电机机运行速度因变频器实践证明,对2#炉两台引风机进行的变频改的响应有一个过程,不要在电机速度没有稳定的情造,取得了明显的节电效果,并获得了良好的经济况下大幅度调节速度给定值以防产生超调现象。效益和社会效益。在国家大力提倡建设节约型社在特殊情况下,电机需要在最低频率以下运行,应会的今天,大力推广和采用高压变频调速技术,不在变频器停机时调低变频器的最低频率限制值。仅是电厂节能降耗的一个有效的途径,而且也得到但在低速区域往下调节电机速度时应密切注意输国家产业政策的支持代表了今后电力行业节能技入电流的变化情况。由于电机带有负载惯性较大,改的方向。变频调速技术未来发展魅力无穷。低速时电机的实际速度下降缓慢,给定速度的调节应稳步缓慢地进行保证调节过程中变频器有不小参考文献:于1A的输入电流,避免风机工作在发电状态而导[1]徐甫荣高压变频调速技术应用实践[M].北京:中国致变频器过压电力出版社,2007(8)启动变频器前,风机挡板要处于关闭位[2]吴民强泵与风机节能技术问答[M]北京:中国电力置并确认电机没有反转否则容易引起变频器启出版社,1998动时过流而停机;如果风机刚停机不久,应确认风[3]陈辉明徐甫荣发电厂高压变频调速技术应用综述机已经完全停转,否则容易引起变频器启动时单元[J]变频技术应用,2006,(1)[4]张承慧变频调速及其控制技术的现状与发展趋势过电压。[J]变频世界,2001,(12)5结论现阶段广东电力供应缺口较大,供需矛盾十分Energy-saving Retrofit of Induced Draft FanLI Yue-hui, MA Xing-yiHeng men Power Plant of Zhongshan Jim Ming Electric Power Co, Ltd, Zhongshan 528403)Abstract During the change of power load and operation condition in power unit, adjustion of the bafile openingof draft fun has been always used to meet with the power unit operation, however, the method is easy to causeseverious throttling loss, which induces the baffle and gas flue to endure great gas impulsion and causes the noiseand wear prblems, furthermore, the regulation process is slow. aiming to the problem, the paper researches thehigh voltage variable- frequency speed regulation technique to reform the draft fan of the 125 MW steam turbinepower unit in Zhong Shan Heng Men Power Plant. Based on the中国煤化工solutions are conclded to ensure that the speed-change characteristics of frequencyustion condition aswell as the safety of fumace combustion and frequency-changeCNMHG the energy savingeffect of draft fan is evident, and the unit gets a good economic benefitKey words: freqency-changer; save energy; induced draft fan