变频器在火力发电厂的合理运用.pdf

第 3 8卷 第 1 期 2 0 1 6年 1月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y Vo 1 ． 3 8 No ． 1 J a n ． 2 01 6 变频 器在火 力发 电厂 的合理运用 陈力新 ， 孙建邦 ， 陈锐 哈尔滨热电有限责任公司， 哈尔滨1 5 0 0 4 6 摘要 某电厂为实现 3 0 0MW燃煤机组节能降耗的目标， 对厂用电动机加装了变频器。对加装变频器后的设备运行工 况进行了跟踪分析， 针对出现的问题给出了处理方法， 供同类型机组推进节能降耗工作时参考。 关键词 火电厂 ； 电动机； 变频器； 节能降耗 中图分类号 T M 6 2 1 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 6 0 1 0 0 4 9 0 2 0 引言 越来越 多的 3 0 0 M W 火力发电机组在 电网中作 为调峰机组使用， 在低谷电量时机组有功功率会降 到额定功率 的 5 0％。其附属转机如锅炉引风机 、 送 风机 、 一次风机及汽轮机凝结水泵等 ， 如果没有变频 电源来降低转速 ， 只能依靠关小出 口挡板来 降低 出 力， 会产生很大的节流损失。为了降低厂用电量 ， 某 火力发电厂对2台3 0 0 M W燃煤机组使用工频电源 的厂用 电动机加装 了变频器。 1 设备概况 该电厂安装 2套 3 0 0 M W 火力 发 电供热机组。 锅炉型号 ， HG一1 0 2 5 ／ 1 7 ． 5一Y M3 6 ； 汽轮 机 型号 ， C N 2 5 0 ／ 3 0 01 6 ． 6 7 ／ 5 3 7 ／ 5 3 7 ； 发 电机型号 ， Q F S N一 3 0 0 2 。汽轮机采用亚l 临界、 一次中间再热、 单轴 、 双缸 、 双排汽 、 抽凝汽式汽轮机 。给水系统采用单元 制 ， 每 台机组设置 2台 5 0％容量汽动调速给水泵 ， 1 台 3 0％容量 6 k V电动调速 给水泵。凝结水系统采 用 中压凝结水精处理系统 ， 每台机组配 3台 6 k V凝 结水泵 ， 5台供 热用 6 k V热 网线 路循环 水泵 ， 3台 6 k V热网疏水泵 。 锅炉为亚临界参数、 一次中间再热、 自然循环汽 包炉 。每 台锅 炉配置 6 k V引风 机 电机 、 送 风机 电 机 、 一次风机 电机各 2台。 2 汽轮机用厂 用电机 2 ． 1 凝结水泵 2 0 0 8年年底 ， 首先在汽轮机凝结水泵上加装变 频器 ， 3台 6 k V凝结水泵加装了某公司 S B H系列高 压变频器 ， 工频电源与变频 电源之间手动进行切换 ， 凝结水泵电机可由变频器控制调速运行。通过跟踪 收稿 日期 2 0 1 41 1 2 5 ； 修回 日期 2 0 1 51 0 2 0 对 比， 发现凝结水泵 电机 电流 由原来工频 的年平均 4 7 A下降到现在的年平均 3 4A， 节能效果显著 ， 并且 变频器技术性 能完全满足凝结水 系统运行工艺要 求。加装变频器前、 后汽轮机用厂用电机运行时技 术参数见表 1 。 表 1 加装变频器前、 后汽轮机电机技术参数 2 ． 2 凝汽器冷却用循环水泵 汽轮机凝汽器真空度保持在最佳真空度附近 ， 可以获得很高 的经济效益 。汽轮机原来 设有 2台 6 k V 高速、 低速循环水泵。通过投人／ 停止高速、 低 速循环水泵改变循环水流量来改变机组凝汽器真空 度 ， 调节效果差。 循环水泵加装变频器后 ， 以机组凝 汽器最佳真 空度为 目标值 闭环调节循环水泵转速 ， 通过对循环 水流量的有效调节， 使凝汽器真空度保持在最佳真 空度附近， 不但节能， 而且使机组发电效率得到了 提高。 2 ． 3 供热用热网循环水泵、 热网疏水泵 供热机组冬季需要根据室外温度变化随时调整 供热热水 的温度和压力 。热网循环水泵电机加装变 频器后， 在节能的同时， 可以做到精确调整 ， 保证供 热参数正常 ， 提高了供热服务质量。热 网疏水泵 电 机加装变频器后 ， 通过闭环调节 ， 保持热网加热器水 位正常 ， 提高 了热 网加热器的换热效率。 3 锅炉用厂 用电机 锅炉配置的风机是按锅炉最大出力情况下所需 5 O 华 电技 术 第 3 8卷 最大风量来设计的， 并考虑锅炉在事故情况下一定 的风量裕度 ， 所以， 锅炉风机电机功率的配置一般都 较大。风机电机以工频 电源运行时， 风机挡板不能 全开 ， 从表 2中的统计数据可看出， 正常情况下锅炉 风机挡板 的年平均开度 ， 引风机为 6 l ％左右 ， 送风 机仅为 3 2 ％左右。用挡板调节控制风机出力 ， 电能 浪费在克服挡板的阻力上 ， 造成厂用电率高 ， 影响机 组经济运行 。先后对 2台 6 k V引风机电机 、 2台 6 k V送风机电机 、 2台 6 k V一次风机电机加装 了国电 南京 自动化股份有限公司的 A S D 6 0 0 0 S型高压变频 器 ， 风机电机在变频 电源下运行 时 ， 出 口挡板全开 ， 电机 电流下降显著 ， 节能效果好 ， 并且风机失速情况 得到改善 表 2加装 变频器前 、 后锅炉 电机技术参数 4 厂用电机加装变频器后的问题及对策 1 变频器发生故 障造成 电机跳 闸后 ， 可 以手 动倒换为工频电源继续运行 ， 但重要电机暂时停止 运行。例如 ， 锅炉一次风机跳 闸会对锅炉稳定燃烧 产生较大的扰动 ， 曾发生一次风机变频器故 障导致 一 次风机跳 闸而造成 机组被迫减负荷 的事件 。为 此 ， 变频器生产 厂家对锅炉 的 2台 6 k V引风机 电 机、 2台6k V送风机电机 、 2台 6 k V一次风机电机变 频器进行了改造。改造后 ， 变频 电源与工频 电源之 间采用 自动切换方式 ， 变频 电源发生故障断电后 ， 自 动切换到工频 电源 ， 电动机保持连续运行 ， 不影响机 组正常运行。同时， 风机 出口挡板在全开位置 自动 关小至预定开度。以引风机为例 ， 当风机变频运行 时， 风机挡板在全开位置， 风机转速根据炉膛负压 由 变频器 自 动调整， 当变频器故障时， 工频旁路开关自 动投入 ， 风机 由变频 电源过渡到工频 电源继续运行 。 引风机出口挡板自动关至预订位置， 继续保持炉膛 微负压运行 。 当变频器故障时 ， 工频旁路开关 自动投入 ， 风机 由变频电源 自动转换至工频电源运行 ， 会对锅炉运 行工况产生扰动 ， 此时需要运行人员及时监视 ， 必要 时人工参与调整 ， 运行人员应对此做好技术上 的准 备工作 。 2 高度重视环境 温度 和粉尘对 变频器 的影 响。由于变频器受所处环境粉尘 、 温度等因素影响 ， 将会导致变频器故 障停机。变频器正常运行时 ， 对 环境温度要求较高 ， 一般要求环境温度低于 4 0 C c， 在现场应建设变频器设备 间。变频器发热量较大 ， 变频器设备间要安装冷风器 、 空调及照明电源箱 ， 以 满足冷却和照明的需求。环境温度超过4 0 c C 时， 变 频器应按每升高 1 ℃降额 5 ％使用 。锅炉厂房 内粉 尘大 ， 变频器设备间不应安装在锅炉厂房内， 最佳位 置应该选择在厂用 6 k V母线室下部 ， 不但可以降低 造价 ， 而且方便管理维护 。 3 厂用 3 8 0 V 电源不稳定 。厂用 3 8 0 V母线 上接带大量负荷 ， 这些设备在故障时会 导致 3 8 0 V 母线电压下降 ， 另外 ， 3 8 0 V母线在进行工作 和备用 电源切换时会发生供电瞬时中断现象 。变频设备对 电源电压要求很高， 当电源电压瞬间下降或中断时， 变频设备会 自动切除。例如 ， 锅炉给煤机变频器 因 为上述原 因平均每年跳闸 l O余次 ， 对锅炉的稳定运 行产生了影响。为 了防止这种情况频繁发生 ， 锅炉 的给煤机、 空气预热器等重要电动机变频器都加装 了低电压穿越装置， 当电源电压瞬间下降或中断时， 变频器备用电源 自动投入 ， 保持对变频设备连续供 电， 电源 电压恢复后 ， 变频器备用电源 自动退出。加 装低电压穿越装置后 ， 因为 电源 电压 瞬间下降或 中 断， 使锅炉给煤机跳闸的事件不再发生 J 。 5 结束语 厂用电机加装变频器 ， 虽然增加了投资 ， 但是节 能效 果较 好 经 过 跟踪计 算 ， 厂用 电量 由原来 的 8 ％ ～ 9 ％下降到现在的 6 ％ ～ 7 ％ ， 1年即可 收 回投 资成本 。同时 ， 设备加装变频器后 ， 参数控制更加精 确 ， 运 行人 员对 设备 的调整 更 加方 便 ， 减 少 了工 作量 参考文献 [ 1 ] 黄威， 黄禹． 变频器的使用与节能改造[ M] ． 北京 化学 工业 出版社 ， 2 0 1 1 ． [ 2 ] 李秀忠． 锅炉引风机的变频改造及节能效果[ J ] ． 华电技 术 ， 2 0 1 3 ， 3 5 4 5 55 9 ． 本文责编 白银雷 作者简介 陈力新 1 9 6 8 一 ， 男 ， 黑龙江哈尔滨人， 工程师， 从事电 厂检修方面的工作 E m a i l l i w l t h e e ． t o m． c n 。 孙建邦 1 9 8 9 一 ， 男， 黑龙江哈尔滨人， 助理工程师， 从 事集控运行方 面的工作 E m a i l a i h u i s h u n j i a n b a n g 1 6 3 ． c o rn 。 陈锐 1 9 9 3 ～ ， 男， 黑龙江哈尔滨人， 助理工程师 ， 从事 集控运行方面的工作。