火電廠鍋爐一次風(fēng)機(jī)變頻改造

邢慧龍，高永飛，鞠鳳元

內(nèi)蒙古包頭第三熱電廠，內(nèi)蒙古包頭 014040

0 引言

風(fēng)機(jī)是300mW火電廠鍋爐運(yùn)行的主要設(shè)備，耗電量占廠用電的 30%左右，其運(yùn)行調(diào)節(jié)方式通常是通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉，靜葉或擋板開度來調(diào)整風(fēng)量，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率不隨機(jī)組負(fù)荷的變化而變化，大量電能消耗在節(jié)流損失中。近年來，變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)中，在風(fēng)機(jī)，水泵等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備上使用變頻器，可以節(jié)約大量的電能。包頭第三熱電廠I期工程2X300mW#1、#2鍋爐一次風(fēng)機(jī)經(jīng)常處于較低的效率下運(yùn)行，制粉系統(tǒng)耗電率較大，為此對(duì)一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造，實(shí)現(xiàn)了一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨機(jī)組負(fù)荷變化而調(diào)整，有效提高了風(fēng)機(jī)效率，節(jié)約了廠用電率，節(jié)能效果顯著。

1 設(shè)備概況

包頭第三熱電廠I期2X300mW#1、#2汽輪發(fā)電機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界，自然循環(huán)單爐膛，單汽包，一次中間再熱，平衡通風(fēng)汽包鍋爐，型號(hào)為HG-1025/17.5-YM11型。鍋爐采用四角布置擺動(dòng)式直流燃燒器，燃燒方式采用同心反切圓技術(shù)，鍋爐一次風(fēng)機(jī)是山東豪頓華工程有限公司生產(chǎn)的入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)離心式風(fēng)機(jī)，型號(hào)為L(zhǎng)3N 2175.04.07 SBL6T，該風(fēng)機(jī)的全壓為18.67kPa,風(fēng)機(jī)的軸功率為1488kW，轉(zhuǎn)速為1 488r/min，配有一臺(tái)6kV功率1 900kW轉(zhuǎn)速1 493r/min的電動(dòng)機(jī)。

在機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，靠風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉的開度來調(diào)整風(fēng)機(jī)的出力與實(shí)際負(fù)荷相匹配。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，通過將兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)投入自動(dòng)來根據(jù)一次風(fēng)母管壓力設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，從而適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的變化，實(shí)現(xiàn)機(jī)組一次風(fēng)壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

2 一次風(fēng)機(jī)變頻改造方案

2.1 變頻改造

圖1 變頻改造接線圖

入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)入口導(dǎo)葉的角度，使進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪的氣流產(chǎn)生預(yù)旋繞，以適應(yīng)機(jī)組在不同工況下的需求，導(dǎo)葉關(guān)得越小，節(jié)流損失越大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率越低，降低了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。為減少一次風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)產(chǎn)生的節(jié)流損失，對(duì)包三兩臺(tái)鍋爐一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻器改造，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)可在工頻，變頻間單獨(dú)切換，正常運(yùn)行兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，當(dāng)任一臺(tái)變頻器故障，可切換為工頻狀態(tài)運(yùn)行，運(yùn)行方式較靈活。具體接線見圖1。

2.2 熱工邏輯改造

一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造后，為保證機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)熱工邏輯也相應(yīng)的進(jìn)行了改造。1）一次風(fēng)機(jī)在工頻方式下啟動(dòng)邏輯中，增加了變頻器旁路刀閘已合，且選擇風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)在工頻方式；2）當(dāng)保護(hù)動(dòng)作變頻器跳閘連鎖動(dòng)作：聯(lián)關(guān)一次風(fēng)機(jī)出口門；聯(lián)關(guān)一次風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)門；聯(lián)關(guān)空預(yù)器出口熱一次風(fēng)門；關(guān)一次風(fēng)機(jī)入口門；3）增加變頻器保護(hù)跳閘邏輯：電機(jī)定子溫度高；MFT；油壓低；風(fēng)機(jī)啟動(dòng)600s后擋板關(guān)到位信號(hào)來；變頻器故障信號(hào)來。

4 改造的效益分析

在#1機(jī)組進(jìn)行了未投入變頻器及投入變頻器的一次風(fēng)機(jī)電耗對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 變頻改造前后一次風(fēng)機(jī)電耗對(duì)比

可以看出，機(jī)組平均負(fù)荷為200mW時(shí)，每小時(shí)節(jié)電量為736.5kW·h，每年（300天）每臺(tái)機(jī)組節(jié)電5302800kW·h，按0.2元/kW·h電費(fèi)計(jì)算，每年節(jié)約電費(fèi)約106.1萬元。因此一次風(fēng)機(jī)變頻器改造大大的提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能效果顯著。

此外，使用變頻器可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿一次風(fēng)機(jī)的加減速特性曲線平緩變化，設(shè)備和軸承受力狀況明顯改善，從而降低了風(fēng)機(jī)和電機(jī)的故障率，提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。同時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械壽命與轉(zhuǎn)速的倒數(shù)成正比，降低了一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可成倍的提高一次風(fēng)機(jī)壽命，噪音也大幅度地降低。

[1]王賀芩，鄒文化，等.風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能技術(shù)在火電廠的應(yīng)用.中國(guó)電力，2002.

[2]車長(zhǎng)源.鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，1999.