《電子技術(shù)應(yīng)用》
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國產(chǎn)高壓變頻器在100MW機(jī)組排粉機(jī)中的應(yīng)用
摘要: 山西河坡發(fā)電有限責(zé)任公司100MW機(jī)組制粉系統(tǒng)的排粉機(jī)原采用入口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量,,并且為減小三次風(fēng)量,,排粉機(jī)入口管道還采取了縮口(Ф1200管道縮為Ф800管道)及增加小擋板的措施,浪費了大量的電能,。為降低能耗,,經(jīng)北京利德華福電氣技術(shù)有限公司專業(yè)技術(shù)人員多次分析討論后認(rèn)為對排粉機(jī)電動機(jī)進(jìn)行變頻改造是可行的,對制粉系統(tǒng)的負(fù)壓形成及三次風(fēng)影響不大,,因此決定在4#爐排粉機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造,。
Abstract:
Key words :

一、前言

  山西河坡發(fā)電有限責(zé)任公司100MW機(jī)組制粉系統(tǒng)" title="制粉系統(tǒng)">制粉系統(tǒng)的排粉機(jī)原采用入口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量,,并且為減小三次風(fēng)量,,排粉機(jī)入口管道還采取了縮口(Ф1200管道縮為Ф800管道)及增加小擋板的措施,,浪費了大量的電能,。為降低能耗,經(jīng)北京利德華福電氣技術(shù)有限公司專業(yè)技術(shù)人員多次分析討論后認(rèn)為對排粉機(jī)電動機(jī)進(jìn)行變頻改造是可行的,,對制粉系統(tǒng)的負(fù)壓" title="負(fù)壓">負(fù)壓形成及三次風(fēng)影響不大,,因此決定在4#爐排粉機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造。2004年11月22日開始準(zhǔn)備材料,,DCS系統(tǒng)增加變頻標(biāo)簽,,下載軟件,2004年12月8日土建開工,,2005年4月1日開始全面調(diào)試,,2005年4月7日一次投運成功,節(jié)能效果良好,。

二,、改造情況介紹

1.原設(shè)備情況
山西河坡發(fā)電有限責(zé)任公司4#爐排粉機(jī)設(shè)備技術(shù)參數(shù):
1)排粉機(jī)數(shù)量:2臺
2)排粉機(jī)參數(shù):


配套電機(jī)參數(shù):


3)運行參數(shù):單臺排粉機(jī)風(fēng)量48000 m3/h,年運行時間5850小時,,工頻運行時電動機(jī)平均電流Ig40A,。
4)電價:單位成本電價:0.24元/kWh

2.改造后的設(shè)備情況
1)HARSVERT-A06/080高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)" title="調(diào)速系統(tǒng)">調(diào)速系統(tǒng)如圖1,技術(shù)參數(shù)如下表:

 


圖1:現(xiàn)場設(shè)備圖


HARSVERT-A06/080設(shè)備參數(shù)

2)變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路介紹,,如圖2


圖2:變頻調(diào)速系統(tǒng)主回路

  系統(tǒng)由變頻器" title="高壓變頻器">高壓變頻器和旁路柜兩部分組成,,圖2中所示的QS1、QS2,、QS3均包含在旁路柜中,。QF,、M為原有設(shè)備。

  該系統(tǒng)具備手動工/變頻切換功能,。QS2和QS3不能同時閉合,,在機(jī)械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時,,QS1和QS2閉合,,QS3斷開;工頻運行時,,QS3閉合,,QS1和QS2斷開。

3,、排粉工藝介紹,,如圖3


圖3:排粉工藝流程圖

  排粉風(fēng)機(jī)在制粉系統(tǒng)中裝在球磨機(jī),粗粉分離器,、細(xì)粉分離器之后,,保證原煤在球磨機(jī)內(nèi)同來自空氣預(yù)熱器的熱風(fēng)和排粉機(jī)出口的再循環(huán)風(fēng)混合,將原煤干燥,,并研磨成煤粉,,而煤粉隨排粉機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)壓氣流,經(jīng)細(xì)粉分離器把風(fēng),、粉分開,,煤粉落入煤粉倉中貯存,剩余氣體內(nèi)含有5~10%的風(fēng),、粉混合物,,作為三次風(fēng)經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)出口送入爐膛或作為一次風(fēng)與給粉機(jī)落下的煤粉排入一次風(fēng)箱混合送入爐膛。通過上述流程介紹我們可以看出,,在制粉系統(tǒng)中排粉機(jī)主要為系統(tǒng)提供負(fù)壓,。在對排粉機(jī)進(jìn)行變頻改造后通過將排粉機(jī)入口風(fēng)門全開,同時適當(dāng)調(diào)節(jié)出口風(fēng)門,,完全可以滿足為制粉系統(tǒng)提供負(fù)壓的需要并且不對三次風(fēng)造成影響,。

三、排粉機(jī)節(jié)能效果

1),、單臺工頻功耗計算:
  Pd:電動機(jī)功率,;ηd:電動機(jī)效率;U:電動機(jī)輸入電壓,;I:電動機(jī)輸入電流,;cosФ:功率因子。
  計算公式:Pd= ×U×I×cosФ
  單臺工頻功耗:Pd= ×U×I×cosФ=1.732×6V×40A×0.87=361.64kW(包括管道縮口及擋板節(jié)流損失)

2)單臺變頻功耗計算:
  通過流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機(jī),、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,,其轉(zhuǎn)速n與流量Q,,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Q∝n,H∝n2 ,p∝n3,;即,,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,。

  將現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)帶入 = 公式(Q1是實際排粉機(jī)風(fēng)量,Q0是額定排粉機(jī)風(fēng)量,,P0是風(fēng)機(jī)的額定功率),,可得變頻工耗:P1=144.90kW
變頻器網(wǎng)側(cè)功耗:Pb= = =150.94 kW

3)單臺節(jié)電率計算:
  單臺節(jié)電率:(ΔP/Pd)×100%=(210.7/361.64)×100%=58%

4)單臺實現(xiàn)節(jié)電率計算:
  變頻運行時電動機(jī)平均電流Ig17A。
  實際節(jié)電率:1-(Ib/Ig) ×100%=1-(17/40)×100%=57.5%

5)變頻調(diào)節(jié)改造后的效益:
  年節(jié)約電量=排粉機(jī)臺數(shù)×單臺變頻節(jié)電率×單機(jī)工頻功率(KW)×年運行小時=2×57.5%×361.64×5850=2432933.1(KWh)按0.24元/KWh計算,,每年可節(jié)約電費58萬元,。

  按照2004年二期發(fā)電量1439505600KWh計算,二期廠用電率可下降0.17%,。

  目前排粉機(jī)入口擋板雖已開至100%,,但風(fēng)機(jī)入口管道仍為縮口處理,我們計劃利用檢修機(jī)會將該縮口及小擋板進(jìn)行改造,,進(jìn)一步減小節(jié)流損失,,使變頻改造效果進(jìn)一步擴(kuò)大。

 


圖4:發(fā)電機(jī)組


圖5:操作控制板盤

四,、變頻改造帶來的其他效益

  1)由于排粉機(jī)屬于頻繁啟動設(shè)備,,采用變頻調(diào)節(jié)后,高壓開關(guān)常合,,極大地延長了檢修周期。

  2)變頻調(diào)速可實現(xiàn)軟啟動,,延長了電機(jī)及風(fēng)機(jī)的使用壽命,。

結(jié)束語

  對排粉機(jī)進(jìn)行變頻改造,在國內(nèi)還是第一次進(jìn)行,,河坡電廠變頻改造的成功經(jīng)驗,,為電力行業(yè)中儲式制粉系統(tǒng)高壓電機(jī)改為無級調(diào)速的變頻控制奠定了很好的基礎(chǔ)。今后會有越來越多的火力發(fā)電廠進(jìn)行類似改造,,我們希望有機(jī)會同業(yè)內(nèi)同仁進(jìn)一步交流變頻應(yīng)用中的經(jīng)驗,,共同為建設(shè)節(jié)約型社會貢獻(xiàn)自己的力量。

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