高压变频装置在火电厂的应用

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1、高压变频装置在火电厂的应用　　(内蒙古能源发电投资有限公司锡林热电厂，内蒙古锡林浩特026000) 　　摘要：文章介绍了SAVER转子调速器在火电厂的应用。这种方案投资少，可靠性高，维护量小，节能效果显著，近几年通过实际应用表明，解决了用阀门、档板调节流量造成电能严重浪费的问题，有明显的节能效果；与变频调速相比，有投资少、设备结构简单、安全稳定、维护量小等优点。 　　关键词：火电厂风机；水泵；节能；变频调速装置 　　中图分类号：TM621.7+1文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)1

2、8—0076—02 　　随着电力行业改革的不断深化，厂网分开、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本提高电价竞争力，已成为各发电厂努力追求的经济目标。因为节电就意味着降低成本、提高利润，也就意味着企业在激烈竞争的市场经济中先行一步。企业从节电入手来降低成本，是最可行、周期最短、效益最大、同时又能量化的一种解决方案。 1发电厂调速节能的意义 　　目前，我国火电厂中的风机和水泵多数都采用定速驱动，采用风门和出口阀来调节流量，都存在严重的节流损耗。尤其在机组变负荷运行时，由于风机和水泵

3、的运行偏离高效点，使运行效率降低，结果是浪费掉大量的电能，厂用电率较高。降低厂用电直接关系着电厂的经济效益。而在厂用电负荷中，风机、水泵的用电量约占全部用电的80％，加上有些设备都是长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态，其节能潜力巨大。 2节能效益分析 2.1调速与节能 　　在风机、泵类电机拖动系统中，传统的做法是电机全速运行，通过调整挡板的开度来改变负载的流量、扬程等参数，以满足不同工况的需要。这样做虽然简单，但是电机的输出功率变化不大，而大量的能量却损失在管道和阀门上，不仅耗电巨大，而

4、且大大增加了管道、阀门等的损耗。若通过调节电机转速来降低电机的输出功率，则可以在满足工况需要的前提下节省大量电能。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　以水泵的扬程流量曲线H－Q为例，H－Q是泵在额定转速n1时的性能曲线，它与管路系统阻力曲线HR1的交点A为额定工况点，对应流量Q1，扬程H1。若需要减少流量到Q2，可以用节流调节和调速调节两种方法来实现。用节流调节法即通过关小出口调节阀门，使系统阻力曲线由HR1变为HR2，得到新的运行工况点B，对应流量Q2，

5、扬程H2。如用调速调节法，可使转速由n1降到n2，这时水泵性能曲线变为H－Q，C点即为新的运行工况点，对应流量为Q2，扬程H3。 　　水泵轴输出功率P约与扬程H和流量Q的乘积成正比：P≈ηHQ。 　　由此可以看出，要得到相同的流量Q2，调速调节法比节流调节法有低得多的扬程H，所以只需要很低的轴输出功率就可满足运行工况的要求，节省了大量电能ΔP≈ΔH·Q2。 2．2调速范围与节能率 　　风机和水泵类负载一般称二次型负载，转矩与转速的二次方成正比，功率与转速的立方成正比，即存在关系： 　　T/

6、Te=n2/ne2；P/Pe=n3/ne3 　　式中：Te：电机额定转矩；T：电机轴输出转矩；Pe：电机额定功率；P：电机轴输出功率；ne：电机额定转速；n：电机实际转速。 　　举例：若电机只以70％的额定转速运行，即n＝0.7ne，则由上式得：P＝0.73Pe＝0.343Pe。所消耗的功率只有约34％的额定功率，即理论上可以节约66%的额定功率。因此小的调速范围就能够节约大量电能。 　　以上讨论均为忽略次要因素的定性分析，具体情况与实际工况有关。 2.3节能效率分析 　　通过以上分析可

7、以看出，使用转子变频调速系统进行调节与使用阀门调节相比，能够明显减少电机轴输出功率。转子变频调速系统设计时，一般按50%节能率设计，调速下限通常为50%～60%额定转速。 　　对于一台750kW的电机来说，如经常需要运行在50%流量时，按调速节能50%计算，其年节电量为： 　　W=750(kW)×7200(年小时数·h)×50%=2700000kW·h 　　即节电270万度，若每度电费为0.5元，年节约电费约为135万元。节电经济效益非常显著。 　　当然，实际系统不可能常年运行在50%额定

8、工况下，但仍能看出，转子变频调速系统节能效率是很高的，一般一年左右能够收回设备投资，具有非常显著的经济效益。 　　如果考虑到阀门经常调节引起的阀门及管道的磨损，以及引起的相关维修维护及设备折旧费用，电机节能调速的经济效益将更加明显。由于我国在电力设计规程上的种种原因，水泵、风机等以及其配套的大电机都存在着“大马拉小车”的现象。即使是机组在满负荷时，风机的挡板也不能全开，所以改造水泵、改造风机为调速运行，即使在满负荷时仍能带