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摘　要：通過(guò)對(duì)華鎣山發(fā)電廠4號(hào)爐引送風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)改造前后的定性、定量分析和評(píng)價(jià)，經(jīng)濟(jì)性、安全性高，具有推廣的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速系統(tǒng)；分析；引送風(fēng)機(jī)


　　電力進(jìn)入市場(chǎng)，節(jié)能降耗是火力發(fā)電廠降低發(fā)電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。風(fēng)機(jī)在變速狀態(tài)下運(yùn)行，保持檔板全開(kāi)，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整風(fēng)量，風(fēng)機(jī)效率高，消耗電能就小。為此，引送風(fēng)機(jī)新增設(shè)了北京利德華福公司HARSVERT－A06／105高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置于廠用電源6kV開(kāi)關(guān)與引、送風(fēng)機(jī)電機(jī)之間，將輸入頻率45～55Hz通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以由0～50Hz進(jìn)行無(wú)級(jí)變頻，改變頻率從而改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)整風(fēng)機(jī)出力。
1　定性分析
1．1　可靠性和安全性
　　變頻調(diào)速改造后，四川省電力試驗(yàn)研究院（以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)院）于2001年11月對(duì)此進(jìn)行了電機(jī)啟動(dòng)性能試驗(yàn)、頻率調(diào)節(jié)范圍試驗(yàn)、電機(jī)振動(dòng)測(cè)試、節(jié)能效果測(cè)試、功率因數(shù)測(cè)試、靜態(tài)精度測(cè)試、輸出電壓不對(duì)稱度試驗(yàn)、效率試驗(yàn)、諧波測(cè)試等，變頻器性能指標(biāo)全部達(dá)到標(biāo)書(shū)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　1）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可由0 r／min至額定轉(zhuǎn)速調(diào)整，分辨率可達(dá)0．01 Hz，運(yùn)行操作方便可靠，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)穩(wěn)定，配合DCS協(xié)調(diào)控制，爐膛負(fù)壓穩(wěn)定性比改造前提高10倍，爐內(nèi)擾動(dòng)極小，送風(fēng)風(fēng)壓十分穩(wěn)定，給粉一定，一次風(fēng)速平穩(wěn)，且二次風(fēng)箱風(fēng)壓穩(wěn)定，提高了燃燒工況穩(wěn)定性，熄火可能性減小，鍋爐效率提高，安全性也高。
　　2）變頻調(diào)速投入運(yùn)行后，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流由原300A以上降至10A，減小了啟動(dòng)電流，減少了啟動(dòng)高壓電機(jī)對(duì)6 kV廠用電源的影響，延長(zhǎng)了引送風(fēng)電動(dòng)機(jī)及6 kV開(kāi)關(guān)的使用壽命。
3）設(shè)備運(yùn)行方式靈活，可工頻運(yùn)行，可變頻運(yùn)行。為防止誤操作引起變頻器損壞，其隔離刀閘KB1、KB2、KB3（圖1所示）設(shè)有電氣互鎖和機(jī)械互鎖，防誤操作能力強(qiáng)。

　　4）運(yùn)轉(zhuǎn)速度較改造前低，尤其是升爐和低負(fù)荷工況更加突出，機(jī)械振動(dòng)小，試驗(yàn)院測(cè)試振動(dòng)最大幅值為0．07 mm，未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值0．13 mm，軸承和風(fēng)機(jī)使用壽命延長(zhǎng)。
　　5）試驗(yàn)院測(cè)試結(jié)果表明，機(jī)組負(fù)載為50％～100％額定負(fù)荷時(shí)，對(duì)應(yīng)節(jié)電率為62．2％～42．7％，平均節(jié)電率為51．25％。大大降低了廠用電在發(fā)電負(fù)荷不變的情況下提高了上網(wǎng)負(fù)荷，在上網(wǎng)負(fù)荷不變的情況下降低了廠用電，提高了經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)價(jià)上網(wǎng)能力。
　　6）改造前在廠用電故障或風(fēng)機(jī)故障跳閘的情況下，引風(fēng)機(jī)必須清灰后才能再次啟動(dòng)（水膜除塵器），改造后引風(fēng)機(jī)可不清灰由零啟動(dòng)，且對(duì)電機(jī)基本無(wú)沖擊，完全實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，縮短了機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，保證了電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性。
　　7）運(yùn)行人員操作方式比改造前靈活。變頻器就地設(shè)有運(yùn)行主界面，用戶可以完成變頻器的功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)波形顯示、運(yùn)行記錄打印、故障查詢；可以本控方式和遠(yuǎn)控方式啟動(dòng)、設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)頻率、停機(jī)、急停和復(fù)位等操作。
1．2　缺點(diǎn)及建議
1．2．1　缺點(diǎn)
　　一次性投資較大，占地面積大，安裝調(diào)試較復(fù)雜；系統(tǒng)只有一路控制電源，UPS輸入掉電后，UPS只持續(xù)30 min供電，否則風(fēng)機(jī)將停止運(yùn)行。
1．2．2　建議
　　控制電源接入雙電源，提高控制電源的可靠性。
1．3　運(yùn)行效果
　　引送風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速改造以后，從2001年10月20日開(kāi)始運(yùn)行各種工況至今，只有乙側(cè)引風(fēng)機(jī)故障跳閘兩次，其中一次是控制器元件故障造成跳閘，后經(jīng)北京利德華福公司更換后運(yùn)轉(zhuǎn)正常；另一次是運(yùn)行人員調(diào)整變頻器的速率過(guò)快造成過(guò)電壓跳閘，目前已修訂
其定值。變頻器調(diào)速過(guò)快，易跳閘，從這一點(diǎn)講，不利于鍋爐的事故處理，對(duì)此制定了專項(xiàng)技術(shù)措施：事故處理中，風(fēng)機(jī)出力需突變時(shí)，不調(diào)整變頻器，而采用調(diào)節(jié)其檔板開(kāi)度進(jìn)行控制，完全避免了這一情況的發(fā)生。

2　定量分析
　　改造后的經(jīng)濟(jì)性取決于節(jié)約廠用電的大小，以及可靠性和安全性提高后減少的損失。節(jié)電效果測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1所示。
2．1　節(jié)省廠用電費(fèi)用的計(jì)算
　　目前四川電力相對(duì)飽和，水電豐富，機(jī)組全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)取4 000，作為川東電網(wǎng)重要電源支撐點(diǎn)，低負(fù)荷旋轉(zhuǎn)備用的情況多，低負(fù)荷時(shí)間取T1＝3 500 h，滿負(fù)荷時(shí)間取T2＝500 h，電價(jià)按四川電力市場(chǎng)均價(jià)0．1995元／kW·h計(jì)算，則

年節(jié)約電量Q（60 MW負(fù)荷為最低技術(shù)出力）
=∑（60-92MW）負(fù)荷節(jié)能／4×T1＋滿負(fù)荷節(jié)能×T2
　?。剑? 076．4＋1 062．0＋1 059．3＋992．7）／4×3 500＋1 006．2×500＝4 169 700 k W·h
　　去年4號(hào)機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)峰，共啟停97次，變頻改造后比改造前每次啟停節(jié)電2 500 kW·h，啟停節(jié)電Q1＝2 500×97＝242 500 k W·h。
　　變頻改造后新增設(shè)的空調(diào)及控制電源用電負(fù)荷P空＝40 kW，電量Q空＝P空（T1＋T2）＝40×4 000＝160 000 kW·h。
　　所節(jié)省的廠用電q＝Q＋Q1－Q空＝4 169 700＋242 500－160 000＝4 252 200k W·h。
　　折算節(jié)能費(fèi)用F＝0．199 5 q＝0．199 5×4 252 200＝848 313．9元。
2．2　運(yùn)行可靠性提高的經(jīng)濟(jì)計(jì)算
　　通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)改造后，結(jié)合廠近幾年運(yùn)行狀況，有以下幾種情況可以避免，減少的損失如下：
　　1）按1．1第1條可知，鍋爐熄火的可能性減小，全年按一次計(jì)入，其費(fèi)用為F1＝1 524元。
　　2）按1．1第6條可知，事故后恢復(fù)時(shí)間快，全年按一次考慮，其損失費(fèi)用F2＝109 351元。
　　3）變頻調(diào)速改造前，電機(jī)啟動(dòng)電流高達(dá)6～7倍額定電流，經(jīng)常造成電機(jī)、開(kāi)關(guān)損壞甚至使機(jī)組被迫停運(yùn)，每年需開(kāi)支維護(hù)費(fèi)用40萬(wàn)元，機(jī)組被迫停運(yùn)的損失難以量化。使用變頻器后，電機(jī)啟動(dòng)電流極小，節(jié)約費(fèi)用只統(tǒng)計(jì)可量化部分為40萬(wàn)元，F(xiàn)3＝400 000元。
　　4）風(fēng)機(jī)改造前，額定轉(zhuǎn)速起動(dòng)，加之運(yùn)行轉(zhuǎn)速比改造后要高，現(xiàn)振動(dòng)偏小，可以避免高負(fù)荷下因振動(dòng)大被迫減負(fù)荷清灰，一年按24次考慮，其費(fèi)用為F4＝1 219×24＝29 256元。
　　故可靠性、安全性提高后減少的損失F′＝F1＋F2＋F3＋F4＝540 131元。
2．3　定量分析結(jié)果
　　直接經(jīng)濟(jì)效益f＝F＋F′＝848 313．9＋540 131＝1 388 444．9元／年（注：隨四川經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和西電東送，機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)提高，其經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步提高）。