豐鎮(zhèn)火力發(fā)電廠采用變頻器實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的思考

鄧 江 張艷玲 潘 琳

摘要：火力發(fā)電的節(jié)能降耗是電力企業(yè)十分關(guān)注的，本文就采用變頻器來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗進(jìn)行了深入的探討，提出了行之有效的方法。

關(guān)鍵詞：豐鎮(zhèn)火力變頻器節(jié)能降耗

1火力發(fā)電廠節(jié)能降耗的背景

節(jié)能降耗的目的就是用最少的投入去獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能降耗是國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)方針。國(guó)務(wù)院總理溫家寶2007年3月5日在十屆全國(guó)人大五次會(huì)議上作政府工作報(bào)告時(shí)提出，要大力抓好節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境?！笆晃濉币?guī)劃《綱要(草案)》提出“十一五”期間單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20。我國(guó)北方火電廠是生產(chǎn)供應(yīng)電能的重要企業(yè)，同時(shí)又是電能消耗較大的企業(yè)。就廠用電率來說降低20也是個(gè)可觀的數(shù)字，而且通過努力也是可以實(shí)現(xiàn)的，這將為國(guó)家的能源節(jié)約戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，做出巨大的貢獻(xiàn)。

2火力發(fā)電廠廠用電率降低20的意義和可能性

豐鎮(zhèn)火力發(fā)電廠廠用電率降低20，就相當(dāng)于新增6200MW裝機(jī)容量，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1300萬t。近年來豐鎮(zhèn)火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)建設(shè)的發(fā)電工程更先進(jìn)更節(jié)能。初步統(tǒng)計(jì)200MW機(jī)組設(shè)計(jì)廠用電率在400—600MW，我廠的N臺(tái)機(jī)組，合起來廠用電率將達(dá)到XMWo若按照“十一五”規(guī)劃<綱要(草案))要求能源消耗降低20(7.7×20=1.54)，則可節(jié)約620MW，相當(dāng)于新增620MW裝機(jī)容量。如果以380g／kW計(jì)，節(jié)約620MkW則年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤235.6萬噸)，這就降低了煤、電消耗，也降低水資源和相應(yīng)的材料、機(jī)電設(shè)備等，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)，這些被”耗損”的電力大多是那些電廠的輔助機(jī)械，而這也就是節(jié)約耗損的關(guān)鍵所在。

3豐鎮(zhèn)發(fā)電廠輔機(jī)節(jié)能可能性分析

我們知道，火力發(fā)電廠的輔機(jī)很多，有6.5-7.5的自用電量都是這些輔機(jī)消耗掉的。如果抓住了輔機(jī)的節(jié)能降耗，降低了每臺(tái)輔機(jī)的單耗就達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，火力發(fā)電廠輔機(jī)有兩種，一類是需要調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)、泵類轉(zhuǎn)矩負(fù)載(送、引風(fēng)機(jī)，凝結(jié)水泵等)，一類是不需要調(diào)節(jié)的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(如球磨機(jī)、輸煤皮帶等)。而我們電廠有的輔機(jī)采用了液力耦合器或極少數(shù)輔機(jī)采用了變頻器調(diào)節(jié)外，大多沿用著應(yīng)加快淘汰的高耗能(節(jié)流調(diào)節(jié))工藝和設(shè)備。我們也知道，節(jié)流調(diào)節(jié)是在風(fēng)機(jī)、水泵特性曲線為不變的條件下，改變風(fēng)機(jī)、水泵出口門(或入口的門)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即改變管道特性曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，但這種調(diào)節(jié)方式損耗很大。而變頻調(diào)節(jié)是在管道特·陛不變的條件下，通過改變轉(zhuǎn)速而改變特性曲線，來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。從直觀的角度看，轉(zhuǎn)速降低了，耗電量也就會(huì)下降。下面我們?cè)購(gòu)睦碚摰慕嵌茸饕豢疾?。由電器理論我們知道?/p>

由于風(fēng)機(jī)和水泵的耗電量是和其轉(zhuǎn)速的三次方成正比，所以其節(jié)電量是很可觀的。由相似定律可知，采用變頻調(diào)節(jié)的電動(dòng)機(jī)的功耗為：N={n／n₀)³N₀。式中：N₀—額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)的實(shí)際耗電量；n₀—額定轉(zhuǎn)數(shù)：n—調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)數(shù)；N—調(diào)節(jié)后對(duì)應(yīng)n轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)的實(shí)際耗電量。

變頻調(diào)節(jié)時(shí)的節(jié)電量為：N=N₀-{n／n₀)N³。變頻調(diào)節(jié)時(shí)節(jié)電量用百分?jǐn)?shù)表示則為：N=(1-n³／n³N₀×100％。由上，若轉(zhuǎn)速較額定轉(zhuǎn)速下降到90％，則AN=27.1，下降到80％，則△N=48.4％，可見。變頻調(diào)節(jié)的節(jié)電率是很高的。由此可見，變速調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能，變頻器就能實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)火電廠的節(jié)能降耗，對(duì)老舊機(jī)組來說，就是對(duì)輔機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，采用變頻調(diào)節(jié)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)節(jié)方式。

4火電廠各類輔機(jī)變頻調(diào)節(jié)方案的設(shè)想

4.1鍋爐吸風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)等輔機(jī)的變頻設(shè)想以上幾類風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式都是連續(xù)的，不間斷的，隨負(fù)荷的變化要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整的，其調(diào)節(jié)頻率很頻繁。這就要求所采用的變頻器應(yīng)具有瞬間停電再啟動(dòng)功能和飛車啟動(dòng)功能。其變頻調(diào)節(jié)方式，筆者認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)比較好：電源一斷路器—開關(guān)1—變頻8--開關(guān)2—負(fù)載，其中在開關(guān)1和開關(guān)2之間再連接一個(gè)開關(guān)3，這三個(gè)開關(guān)均為自動(dòng)開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由此可見，這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以在運(yùn)行中進(jìn)行變頻與工頻的互相切換，完全適應(yīng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式需要。

4.2汽機(jī)給水泵，凝結(jié)水泵等輔機(jī)的變頻設(shè)想以上水泵一般均按機(jī)組容量選配為具有一定額定容量?jī)膳_(tái)或三臺(tái)，一般是一運(yùn)一備或兩運(yùn)一備，運(yùn)行根據(jù)負(fù)荷進(jìn)行頻繁調(diào)節(jié)，要求所采用的變頻器具有瞬停再啟動(dòng)功能、飛車啟動(dòng)功能和工變頻互切功能。筆者認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)比較好：電源一斷路器一變頻器一下接三個(gè)斷路器(斷路器1斷路器2斷路器3)一三個(gè)斷路器下各接一個(gè)負(fù)載c同時(shí)負(fù)載接一個(gè)斷路器，再接電源)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省兩臺(tái)變頻器，可以節(jié)省投資，采用一臺(tái)變頻器通過切換，每臺(tái)泵都能變頻運(yùn)行，只是回路較復(fù)雜，操作起來比較困難但節(jié)約能源的量還是可觀的。

4.3灰漿泵、循環(huán)水泵、熱網(wǎng)循環(huán)水泵等輔機(jī)的變頻設(shè)想在電廠設(shè)備中，上述水泵采取并列運(yùn)行方式，根據(jù)負(fù)荷需要運(yùn)行一臺(tái)或兩臺(tái)，另一臺(tái)備用。這種管制系統(tǒng)無論幾臺(tái)泵都不需要一拖一安裝變頻器，只裝一臺(tái)變頻器就足夠了，一臺(tái)運(yùn)行時(shí)變頻運(yùn)行，兩臺(tái)運(yùn)行時(shí)一臺(tái)工頻運(yùn)行，一臺(tái)變頻運(yùn)行，由變頻泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)線方式與上基本相同。

4.4水泵、生活消防水泵、中間水泵、熱網(wǎng)補(bǔ)水泵、除鹽水泵、疏水泵、補(bǔ)水泵等輔機(jī)的變頻設(shè)想這類水泵無論裝有幾臺(tái)，均可采用一臺(tái)變頻器選用一變兩定。一臺(tái)運(yùn)行時(shí)變頻器運(yùn)行或循環(huán)軟啟動(dòng)接線方式；變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行可以取壓力或水位做反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)約能源的目的。

4.5低加疏水泵、加藥泵、儀表空氣壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)等的變頻也可以采用“一拖一”的變頻調(diào)節(jié)方式。至于輸煤葉輪給煤機(jī)、鍋爐給煤機(jī)、給粉機(jī)等這類機(jī)械恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械，應(yīng)采用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的變頻器，以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)，從而起到節(jié)約能源的目的。

實(shí)現(xiàn)變頻技術(shù)改造節(jié)能降耗的關(guān)鍵是觀念的更新。變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)代先進(jìn)、可靠、節(jié)能的調(diào)節(jié)方式i但要付諸實(shí)施，需領(lǐng)導(dǎo)重視。