摘 要：在如今的各大工業(yè)領(lǐng)域中，變頻調(diào)速技術(shù)取得了相當廣泛的應用，節(jié)能效果十分顯著，本文針對皖能合肥發(fā)電有限公司#5機組鍋爐引風機變頻改造后，鍋爐引風機在節(jié)能的同時，也實現(xiàn)電機軟啟動，使電機的運行環(huán)境、運行工況得到大幅度優(yōu)化，同時降低廠用電率，節(jié)能效果顯著，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：變頻器；高壓；節(jié)能；應用；發(fā)電廠

1 變頻調(diào)速技術(shù)在火力發(fā)電廠中應用前景

變頻調(diào)速技術(shù)由電機定子線圈中電源的頻率，可由變頻器進行調(diào)節(jié)后對輸入頻率進行適當下降，其電機的同步轉(zhuǎn)速也會逐漸降低，通過改變電機頻率、電壓實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速調(diào)速功能。輸入端的交流電進入變頻系統(tǒng)，將由整流系統(tǒng)整流為直流電，再經(jīng)逆變裝置把直流電逆變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)頻率的交流電，提供給交流電機使用，以實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速達到我們的預想值。

在當今國內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展的新形勢下，火力發(fā)電廠運行成本高居不下，降低發(fā)電單耗、節(jié)能環(huán)保，提高發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟效益是企業(yè)生存、發(fā)展的方向。對于一些相對陳舊的運行設(shè)備，可通過相應的技術(shù)改造，將有效的降低廠用電，發(fā)電單耗得以下降，使火力發(fā)電廠的盈利水平得以明顯提高。火力發(fā)電廠的高壓電機可通過變頻調(diào)速技術(shù)進行軟啟動，使電機啟動電流由零漸進升起，平滑、緩慢升至額定電流，不會瞬時出現(xiàn)巨大的啟動電流，電機轉(zhuǎn)速由頻率增加而緩慢提升，將不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速突然上升現(xiàn)象，設(shè)備正常后依據(jù)機組負荷要求，由運行人員通過改變變頻裝置輸入頻率來改變電機轉(zhuǎn)速，將電機運行工況得以改善，實現(xiàn)節(jié)能、降秏的目的。

2 引風機變頻技術(shù)在皖能合肥發(fā)電有限公司應用

2.1 原設(shè)計運行方式

皖能合肥發(fā)電有限公司#5發(fā)電機組于2009年投入商業(yè)運行，機組容量為600MW，機組負荷通常在280MW-600MW之間進行調(diào)，某些特殊工況時該機組負荷將降到180MW運行。該機組配置兩臺電壓等級為6KV的離心式引風機，其電機額定功率3000KW，當機組額定功率運行時，風機動葉擋板門將處于全開位置，不會阻礙引風機進風，風機電機的做功效率達到最大化，若機組負荷下降，伴隨鍋爐燃燒減弱，爐膛送風量需求減小時，引風機必須采用關(guān)小動葉擋板門方式，來節(jié)流部分引風量，此時引風機動葉擋板門將消耗部分風機做功，此時風機的運行效率將顯著下降，造成機組廠用電率快速上升；另外系統(tǒng)還存諸多不利因素，影響機組正常運行：

1）采用機械結(jié)構(gòu)的風機動葉擋板門，會因老化、銹蝕等原因造成故障，當調(diào)節(jié)頻繁時，易造成機械部分卡澀、脫落，對機組安全、經(jīng)濟運行帶來極大威脅。

2）當風道擋板采用自動調(diào)節(jié)時，因不能在第一時間內(nèi)準確調(diào)節(jié)到位，風機不會處于最優(yōu)的運行工況，不利于降低風機單耗。

3）引風機電機采用工頻電源啟動時，將瞬時產(chǎn)生巨大的啟動電流，同時伴隨巨大的電磁力，將造成電機發(fā)熱，巨大的扭矩將在定、轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生，使電機產(chǎn)生巨大振動，電機機械磨損增加，將使電機壽命降低，嚴重時電機會直接損壞。

4）擋板在風道中節(jié)流時將受巨大沖擊，易造成擋板機械部分損壞。

2.2 變頻調(diào)速配置方案

皖能合肥發(fā)電有限公司#5機組通過對比、招標方式，最終選用北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。

HARSVERT-A高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)特色功能為：

1）主電源失電時20秒內(nèi)來電系統(tǒng)自啟，滿足相應母線切換的需要。

2）控制電源失電后將通過UPS供電持續(xù)運行30分鐘，不會停機，提高運行可靠性。

3）局部故障時由于配置單元旁路功能實現(xiàn)不停機功能。

4）工頻、變頻相互切換功能。變頻器加裝系統(tǒng)旁路開關(guān)；旁路開關(guān)作用為：當變頻器退出正常運行時，電機直接切換至工頻狀態(tài)運行。

5）給定信號掉線時，可維持當前轉(zhuǎn)速繼續(xù)運行。當遠程信號突然掉線時，變頻器將存儲掉線前電機運行時的轉(zhuǎn)速，并維持變頻器掉線前電動機運行的轉(zhuǎn)速。

6）飛車啟動功能。飛車啟動：通過程序可實現(xiàn)，變頻控制器自動查找當前電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)速平滑啟動的功能

2.3 效益分析

以皖能合肥發(fā)電有限公司#5機組為例，#5機組兩臺引風電機未進行變頻改造和電機采用直接高壓變頻技術(shù)進行調(diào)速前后進行對比，電機主要參數(shù)如下：電機額定功率為3000kw，cosΦ=0.86，變頻器效率為96%電機效率0.95。

采用通過技術(shù)改造變頻控制的引風機系統(tǒng)和未進行變頻控制改造的引風機系統(tǒng)進行廠用電率對比發(fā)現(xiàn)，引風機變頻器改造前耗電率為0.6%，引風機變頻器改造后耗電率為0.4%；平均廠用電率平均下降0.2%；其年度運行節(jié)電量計算：

采用變頻器控制引風機運行每年可節(jié)省電量：

以#5機組2012年發(fā)電量3650000000（KWh）：

3650000000×（0.6-0.4）%=7300000（KWh）

廠用電率的下降，對火力發(fā)電廠來說即增加發(fā)電量，按上網(wǎng)電價0.394元KWh計算，每年售電量可增加收入為：

0.394×7300000=2876200（元）

通過以上計算比對分析可得，對引風機電機實施變頻調(diào)速后，有著極好的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

3 結(jié)論

本文以皖能合肥發(fā)電有限公司#5機組引風機變頻技術(shù)改造為案例，通過現(xiàn)場實際采集數(shù)據(jù)比較，以及對經(jīng)濟效益計算可得結(jié)論為：鍋爐引風機電機由原先工頻運行改為由變頻器控制轉(zhuǎn)速后，設(shè)備運行環(huán)境有較大改善，提高設(shè)備可靠性，不僅降低廠用電率、同時減小了單位能耗，還取得相當可觀的經(jīng)濟效益。

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作者簡介：王運生（1979-），男，漢族，安徽合肥人，研究生，助理工程師，集控主值。