火力發電廠鍋爐引風機是鍋爐助燃的主要部分,將鍋爐燃燒產生的高溫煙氣經靜電除塵器、煙囪排出。在鍋爐燃燒負荷變化時,為保證爐堂負壓、煙氣氧量及相應汽溫、汽壓,需要及時的調整吸風量。以前鍋爐引風機采用調整引風機檔板,形成檔板兩側風壓差,造成節流損失。引風機在設計選型時要考慮留有各種裕量,選型結果普通遍偏大,采用擋板節流調節,能量損失很大,特別是在機組低負荷運行時,其入口調節擋板開度很小,引風機所消耗的電功率大部分將被風門節流而消耗掉。同時風機檔板執行機構為大力矩電動執行機構,故障較多,風機自動率較低。
隨著交流變頻調速技術的高速發展,以及新型電力電子器件如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、集成門極換向晶閘管(IGCT)等的出現,計算機技術的發展和新型的控制理論(如矢量控制技術、直接轉矩控制技術)的應用,高壓變頻器(國外稱之為中壓變頻器)也得到了快速發展。在電廠的應用已相當普遍,節能效果及控制水平已被電力系統所認識。
三門峽華陽發電有限責任公司現有裝機容量為2×300MW,鍋爐均采用東方鍋爐廠生主的DG1025/18.2-Ⅱ6型鍋爐,該公司2#爐于 1997年2月投產。為了降低鍋爐引風機的電耗,2000年11月,由我公司對2#爐的A、B兩臺引風機進行了電機變頻調速裝置改造,采用美國羅賓康完美無諧波高壓變頻器,風機的控制方式由原來的風門調節變為電機變頻調速調節。
設備基礎數據
引風機型號:Y4-2*73-No28.5F 制造廠:沈陽鼓風機廠
風量:1083000m3/h 風壓:4350Pa
轉速:740r/min
介質溫度:134℃ 介質密度:0.86kg/m3
電機型號:YKkW-800-3-8
工頻額定功率:2000kW 工頻額定電流:238.3A
工頻額定電壓:6000V 工頻額定轉速:746r/min
變頻器1600kW/6.3kV
輸入電壓:6300V 輸入頻率:50Hz
輸出電壓:0~50Hz 額定功率:1600kW
額定工況效率:96%
本次變頻改造前后,由河南電力試驗研究所對2#爐的兩臺引風機的性能進行了全面測試,以定量了解引風機電機變頻改造后的節能效果。以下是該試驗的最終數據。
從以上數據分析可以看出,工頻運行時,引風機風門調節運行的總功耗隨機組組負荷的增加而緩慢增加,機組負荷由150MW升至300MW,引風機總功耗大約由2000kW升至2600kW。變頻運行時,引風機調節運行的總功耗隨機組負荷的增加而增加相對較快,機組負荷由150MW升至300MW,引風機總功耗大約由500kW升至2000kW,由此可見節能效果非常明顯。特別是機組低負荷運行時,引風機變頻調節方式運行,節能達76%。由于機組調峰十分頻繁,經常在低負荷下運行,因此,變頻器使用后,引風機的節電效果是十分可觀的。
高壓變頻對引風機改造后,具有下述優點:
1. 節能效果明顯,顯著提高了機組運行的經濟性。
2. 電機啟動時,轉速從零勻速提升,啟動電流很小,電機內部磁通變化平穩,對提高電機壽命有很大好處。
3. 電機啟動時,對電源沖擊很小,有利于廠用電源的安全供電。
4. 能進行無級調速,調速范圍廣,且調速精度高,適用性強