试论发电厂的辅机电动机节能改造技术要点.pdf
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1、第1 4 期(总第5 4 5 期)试论发电厂的辅机电动机节能改造技术要点孙阳军(兴义市上乘发电有限公司,贵州兴义5 6 2 4 0 0)摘要:本文主要针对我国火力发电厂内辅机电动机节能改造技术进行研究,其中对于发电厂内的各种辅机电动机的实际运行情况进行了综合性的调查研究,根据其具体的运行过程中的效率进行节能改造方案的分析,同时也对辅机应用后发电机的优越性进行探讨。关键词:发电厂;辅机电动机;节能改造技术探讨分析一、风机电动机的发展情况及相关方案介绍随着火力发电厂的迅速发展,对大型设备的需求也不断增加。其中,风机作为火力发电厂主要的附属设施之一,其消耗约占整个热电厂总发电量的2%。随着火电机组规
2、模的不断扩大,锅炉风机的规模也在不断增加,因此在国内火力发电厂中,风机的作用越来越突出,已成为一种大量消耗电能的辅助设备。因此,对风机进行研究具有重要意义。提高风机的运转效率,能够大幅度节省电能,改进其高耗能的特点,有望为火力发电厂节省大量能源。因此,风机的节能方案应得到详细讨论。在制订节能方案时,需要考虑到风机在火力发电厂中的重要性,同时综合考虑其运行效率、降低能耗的措施、设备维护等方面因素,以确保方案的可行性和实施效果。(一)发电厂风机辅机的运行状况及节能效果目前,国内电厂使用的风机大多经过改造,其中应用最广泛的是高效的离心式风机。然而,通过对这种风机的运行状况进行检测和分析,发现其实际运
3、行效率相对较低,需要进行节能改造。首先,需要对该风机在实际应用中出现的问题进行详细分析,指出造成这一现象的主要因素包括调节特性不佳、操作点距离最大功率点较远。此外,扇子的类型和种类也受到限制,常常只能选择大机号而不能选择适当的扇子类型。这表明该风机在实际操作中的效率较低,因此有必要进行改造以降低能耗。针对这些问题,可以采用一系列措施,如优化控制系统、选用适当的扇子类型和种类等,以提高该风机的运行效率和节能水平 2 。此外,电厂锅炉的风机出风量和空气压力富余程度以及由于机组调峰而造成的实际工作状态点与设计工作状态点之间的偏差,都会导致风机的工作效率大幅降低。为了调整风扇,通常需要使用调整门。当实
4、际偏差达到1 0%时,需要将效率降低到8%左右;如果偏差降低到2 0%,那么风扇的运转效率将降低2 0%。由此新潮电子可见,采用调节门来调整风扇风量,其能耗较高,是一个难以避免的问题。因此,有必要对风机辅助设备在使用中存在的低效问题进行研究。而离心式风机在变速调节的过程中,如果不考虑管道系统阻力R的影响,且风压H随流量Q呈平方规律变化,则风机的效率可在一定的范围内保持最高效率不变,离心式风机不同调节方式耗电特性比较情况如图1 所示。110100出口挡板控制9080(%)率证墨706050传递功率调速控制40(电磁转差离合器等)302010图1 离心式风机不同调节方式耗电特性比较情况采用调节门调
5、节和转速调节方式时风机的效率与流量曲线图如图2 所示。风机效率(%)100变速调节风机效率9080706050403020100图2不同调节方式下的风机效率机电设备节电量阝人口挡板控制节电量站理想曲线变频器控制304050607080风流量(转速)(%)调节门调节风机效率506007080901100110风流量(转速)(%)90100126机电设备由图2 可知,在风机的风量由1 0 0%下降到5 0%时,变速调节与风门调节方式相比,风机的效率平均高出30%以上。因而从节能的观点看,变速调节方式为最佳调节方式。由此可见,使用调节门进行风量调节的风机在使用过程中存在着很大的能源耗损,这也是不可避
6、免的问题。因而需要针对风机辅机运行过程中效率低下的问题提出相应的解决方案。(二)风机调速机节能改造方案介绍在全年全载且风扇风量余量为3 0%的情况下,选择双速电动机是最经济的选择。因为在全载持续运转条件下,电动机仍能保持较低的转速以满足风量需求。当风量裕度约为2 0%时,应采用变频调速、串联调速等方式,配合双速电动机和液压耦合器进行调速。然而,这种方式不利于节能。当风量裕度约为1 0%时,使用两个速度的电动机或液压联轴器的速度比使用阀门的速度要低,而使用变频或串级的速度与阀门的速度相比,其经济性也没有太大的差别。因此,在这种情况下,只需要使用阀门就可以满足要求,不需要使用变速调节。与之相比,调
7、整门的调节方式在经济性上更加节约,因此不需要采用变速调节就能够满足实际操作的需要,并且更加经济和节能。对于长期处于低负荷运行状态的风机机组,需要对其长期的运行状况进行分析,重点研究经济性、可靠性等因素,以选择更优越的变频调速方案来改善风机技术并解决问题 3 。针对调峰装置和长时间在低载状态下的装置,在安全可靠、经济性和长时间的操作与维护等方面,采用变频器和串级调速比双速电动机和液压联轴器等调速方法更为优越。因此,火力发电厂在进行风机的节能改造时,应该采用变频器和串级调节。风机的功率一般在1 0 0 0 2 0 0 0 kW。在目前的功率器件耐压条件下,采用高压IGBT和IGCT的三电平中压变频
8、器,是目前的最佳选择方案。该变频器的功率元件不是串联式也不是并联式,因此可靠性较高。逆变单元由1 2 只HV-IGBT或IGCT组成,功率元件最少、最便宜且体积最小。输人端采用1 2 脉宽整流,电网侧谐波少。该系统电流波形良好,整体谐波失真度小于1%,适用于各种类型的笼式感应电动机,无需须“降额”。输出电压等级分为2.3 kV、3.3 k V 和4.1 6 kV三个部分。对于我国6 kV电机,可采用Y/改接方式将其转换为线电压为3.4 7 kV的电机。考虑到风机通常有设计余量,因此使用3.3 kV的变频器完全能够满足需求。这种改造方案对于老旧设备来说是经济且合理的,具有非常 127 新潮电子大
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