热电厂风机高压变频器节能改造分析

２０３　意工案捉术　电力技术　热电厂风机高压变频器节能改造分析　李会祥，王英彬　（１．阜新市技术改造项目前期工作办公室；２．阜新市技术节能技术服务中心，辽宁阜新１２３０００）　摘要：风机是热电厂辅助设备中的主要高耗能设备，提高风机的运行效率对燃煤机组降低厂用电量、降低供电煤耗至关重要。本文结合热电　厂风机系统高压变频节能改造实例，对改造技术应用的相关问题进行了分析，证明高压变频技术改造节能效果明显，并且提高了风机系统的安　全可靠性。　关键词：热电厂；风机；变频器；改造分析　１　引言　由于锅炉在正常运行中的燃料构成、热负荷、电负荷以及季节等　变化因数较大，因此，锅炉燃烧所需要的空气量在不同的情况变化较　大，然而，锅炉配置的风机是按锅炉最大出力情况下的所需最大风量　来设计，并必须考虑锅炉在事故情况下一定的风量裕度，所以，风机　的电机功率的选配～般都较大。目前，风机流量的调节常采用调节挡　板开度的方式，在挡板上产生很大的压力损失，风机始终运行在低效　区，电能利用率低下。可见，对锅炉风机进行节能改造具有十分重要　的经济意义。采用变频调速技术对风机系统进行改造，不仅可以节约　大量电能，而且使电厂系统运行更加安全可靠。　２改造前工况　阜新杰超煤矸石热电有限公司现有的五台发电机组，６台锅炉，　总装机容量达到５．４万千瓦，年上网电量３亿千瓦时、供热量３９６万　吉焦。风机配套电机为６ＫＶ的三相交流异步电动机，风机均采用调　节挡板开度来满足系统生产的需要，各风机运行挡板开度大都在４０％一　８０％，通过调节挡风板开启角度的机械调节方法来满足不同的用风量，　经过运行分析和实地调研，发现实际的生产过程中采用挡板调节风量　的方式，存在以下问题：　（１）采用档板调节风量、风压，造成大量能量消耗在挡板阻　力上，造成不必要的损耗；　（２）采用挡板调节时，风机、管网振动较大、噪音和磨损严重，　降低了设备寿命，增大设备维护量；　（３）采用风门控制调节风量、压力，调节控制精度低，控制　不精确，时滞性差。　（４）电机启动时电流一般是额定电流的４—７倍，对厂用电形成冲　击，强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在不利影响。　（５）电气保护特性差，当负载出现机械故障时不能瞬间动作保　护设备等。　经过分析，有必要对以上风机系统进行变频改造。改变原始的挡　板控制方式，不论是从生产工艺控制还是降低电耗、减少设备维护嗣　以及自动化程度上都能带来极大的改善。　３改造方案　本次改造主要是根据企业电机系统设施的现状和存在的问题，针　对电厂系统特点，对样３、≠≠４、≠≠５、＃６锅炉日１风机、一次风机、二次　风机共计１２台（电机总装机容量３９００　ＫＷ）６ＫＶ电机进行变频节电　技术改造，采用高压变频调速技术，根据工况需要，控制电机的转速，　来调节风量的变化，以替代落后的挡板调节方式，以减少电能损耗。　同时，风量的变化由非线性改善为线性，使得炉膛的燃烧效能控制变　得更及时、精确。从而达到节能降耗和提高自动化程度的双重目的。　本次节电技术改造新建一座高压变频室、增加变频调速装置１２台、　ＤＣＳ控制系统、、通风系统及配电设施。　３．１变频器选型　近年来已有很多大中型电厂采用变频技术进行节电技术改造的实　例，实践证明不但节电效果明显，而且提高系统的安全性，不存在运　行风险。此次节电技术改造设备选用原则，技术先进，成熟可靠。选　择雷奇节能科技股份有限公司生产的ＬＯＶＯＬ系列高压智能节电装置　（变频器），该产品由移相变压器，功率单元和控制器组成。高压变　频器采用模块化设计，互换性好、维修简单，噪音低，谐波含量小，　不会引起电机的转矩脉动，对电机没有特殊要求。高压变频调速系统　的结构图如下：　高压变频调速系统的结构图　３．２电气改造方案　采用一拖一自动旁路控制，实现变频／工频自动切换。旁路柜在　节电器进、出线端增加了两个隔离刀『甲Ｊ，以便在节电器退出而电机运　行于旁路时，能安全地进行节电器的故障处理或维护工作。旁路柜主　回路主要配置：三个真空接触器（ＫＭ１、ＫＭ２、ＫＭ３）和两个高压隔　离开关Ｋ１、Ｋ２。ＫＭ２与ＫＭ３实现电气互锁，当ＫＭ１、ＫＭ２闭合，　ＫＭ３断开时，电机变频运行；当ＫＭ１、ＫＭ２断开，ＫＭ３闭合时，电　机工频运行。另外，ＫＭ１闭合时，Ｋ１操作手柄被锁死，不能操作；　ＫＭ３闭合时，Ｋ２操作手柄被锁死，不能操作。自动旁路控制结构图　如下：　自动旁路控制结构图　３．３系统控制方案　（１）本地控制：利用系统控制器上的键盘、控制柜上的按钮、　电位器旋钮等就地控制。　电力技术　柬工案技术　２０４　基于故障树法的配电网调度风险评估　郭志和　（广东电网有限责任公司肇庆供电局，广东肇庆５２６１００）　摘要：电力调度风险是风险管理的分支。利用故障树理论快速找出与电力调度系统危险性成正比的最小割集中的基本事件，通过分析解决基　本事件，达到减少配电网调度风险的目换，在调度实践中是可行的方法。　关键词：故障事；配电网；调度；风险评估　１　电力调度风险管理概念　电力调度风险管理是风险管理一个分支。风险管理理论是在　二十世纪三十年代在继承事故学理论的基础上发展起来的，研究对　从调度操作角度来评估调度风险管理越来越受到关注，故障树原理　就是其中一种。　２配电网调度环节分析　配电网调度是供电局电力调度中心日常工作的一部分，也是一　个循环的过程。首先由调度员根据运行需求或者运行值班人员根据　运行的实际情况要求值班调度员发出调度指令。在紧张的情况下也　会收到上级部门的隔级发出的调度指令，操作人员在执行的同时应　当迅速报告级值班设备员并做好相关的纪录以备查档。配网运行单　位接到调度机构指令后，如果判断会危及人身安全时可以拒绝执行　操作。操作模式通常有直接操作、委托操作、配合操作、转令操作　象一般是电力系统、工程、电力企业危险与安全隐患等．通过对危险　和隐患事件链的因果性、过程性，实施危险源分析、风险分析、评　价与控制，从而实现预防电力安全事故、保障电力调度安全，达到　提高供电可靠性和电能质量的目的。　为了保证电网的安全可靠性，调度员要依据电网运行数据和经　验对电网进行合理的操作，形成一套完善的操作流程与控制方法，　能有效地提高调度的安全性。但以往的研究多数是偏向智能校核而　对调度操作的风险忽略不计，在实践中无法真正规避风险。因此，　（２）远程控制：变频器与ＤＣＳ系统连接，进行数据通讯，使运　的可靠性，延长了设备的使用寿命；　行人员通过ＤＣＳ系统画面对变频器的工作电流，运行状态及故障信　息进行监控，由ＤＣＳ实现控制。　３．４系统散热方案　（４）减少风机叶片和轴承的磨损，延长大修周期、节省维修费　用。风机、管网振动大幅减小，降低了噪声对环境的影响；　（５）变频器的过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保　由于变频器是由大功率高频开关元件和移相隔离变压器组成，设　护功能，使系统的安全可靠性大大提高；　备自身发热量较大，运行环境的温度和湿度会影响设备的稳定性及功　（６）由于变频器具有工频／变频自动切换功能，变频器发生重　率元件的使用寿命，为了使变频器能长期稳定和可靠地运行，采用室　故障时可在２—３秒内切换到工频运行，且在变频调速控制系统检修维　内空调冷却方式，满足设备对温度和湿度的要求。　护或故障时，工频控制系统照样可以正常运行，满足风机系统对电机　高可靠性运行的要求；　（７）实现了高压变频装置与主控室ＤＣＳ系统连接，ＤＣＳ系统能　够满足实时性的要求，经过电厂运行的逻辑实现对变频器的控制，对　４变频改造效果分析　４．１节电效果　节电改造前，锅炉正常工况下　ｒ风机档板的平均开度在７０—８０％　各种数据的分析和判断，这也是电厂提高效率的关键环节之一。　左右，二次风机在３５—４５％左右。采用落后的档板调节控制方式，用　电量高居高不下，影响机组的经济运行质量。本次节电改造于２０１２　５结语　在发电企业中，风机水泵类等高耗能设备较多，应用变频调速技　年１Ｏ月安装调试完毕，经过一段时间的运行测试，以３＃锅炉引风机　为例，原工频电流由平均４９．５Ａ下降到变频后的３６—３９Ａ，功率因数由　术进行节能改造已经逐渐被接受。实际运行中变频器在经历了各种电　０．８左右提高到ｏ．９５左右。从１２台改造后的风机运行情况看，完全能　气、机械、环境温度影响下动作迅速可靠，运行稳定，节能效果显著，　够满足锅炉运行工艺的要求（主要是风压、风量、加减风的速率等）。　运行后一年的电表数据表明，经过变频改造后１２台风机总计节电量　是一种理想的调速控制方式，经济效益及社会效益十分明显。　为２８０万ＫＸＸＰｎ，比挡板调节控制方式节能率达到２３％，节能效果十分　参考文献：　显著。并且电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。　【１】王占奎等编．变频调速应用百例［Ｍ］．北京科学出版社出版，１　９９９．４　４．２其它效果　［２］吴忠智，吴加林编著．变频器应用手册［Ｍ］．北京机械工业出版　社，２００２（０７）．　（１）采用变频调速控制后，杜绝“大马拉小车”现象，既提高　了电机效率，又满足了生产工艺要求；　（２）采用变频调速控制后，由于变频装置内的直流电抗器能很　［３］陈建行，刘茂山．高压变频器在寿光金太阳热电厂辅机节能改造　中的应用［Ｊ］．变频器世界，２０１０（１　２）．　好的改善功率因数，功率因数由０．８左右提高到Ｏ．９５以上，提高了有　功功率，减少了设备和线路无功损耗；　［４］郭立川等．泵与风机（第三版）［Ｍ］．北京：中国电力出版社．　（３）实现了电机的软启动，避免了对电网的冲击，提高了系统　作者简介：李会祥（１　９６５一），辽宁阜新人，工程师，从事技术改造　项Ｉｌｆ前期工作，节能技术监测、推广工作。