山東通風降溫設備聚丙烯塑料離心通風機華鎣山電廠4#爐風機變頻改
一、 項目背景:
四川華鎣山電廠為西南地區(qū)小型火力發(fā)電廠,總裝機容量30萬KW,其中1#和2#機組為5萬KW機組,3#和4#機組為10萬KW機組。由于西南地區(qū)水利資源比較豐富,一般保證水力發(fā)電,四川華鎣山電廠的火電機組平常一般承擔調(diào)峰發(fā)電任務,僅在枯水季節(jié)承擔一定量的基本負荷。
由于電廠發(fā)電機組經(jīng)常處于調(diào)峰運行狀態(tài),對鍋爐的風煙工程而言,引送風機擋板開度一般只能達到50%左右,因為擋板截流造成了大量的能量損失。同時調(diào)峰運行導致風機啟停次數(shù)增加,而高壓電機的頻繁啟動,直接導致電機及機械的使用壽命減少,引起維護工作量和成本大大增加。
另一方面,為了從發(fā)電工程的安全性考慮,引送風機一般按甲乙雙側進行配置,一旦單邊設備故障退出運行,仍可由另一側輔機繼續(xù)工作,以維持發(fā)電機組繼續(xù)運行,減少停機停爐損失。同時在輔機設備選型和容量設計上,單側風機具備讓發(fā)電機帶75%負荷運行的能力,兩側風機在發(fā)電機滿負荷運行的情況下,也具有50%的容量冗余。
目前,華鎣山發(fā)電廠的廠用電約占到發(fā)電量的8%,其中引送風機的用電就達到2.5%以上。為了適應機組調(diào)峰運行的特點,降低廠用電率指標,電廠從去年開始就積極尋求新設備新技術來對原有機組進行改造,以實現(xiàn)節(jié)能降耗、增強自身的市場競爭能力的目的。由于引送風機為高壓電機,單機容量較大,運行時間長,耗電量也較多,節(jié)電潛力巨大,電廠決定對4#爐的引送風機進行變頻調(diào)速節(jié)能改造。
4#爐的引送風機變頻改造項目從去年開始立項,2001年5月進行正式招標,有SIEMENS、ABB、AB、ROBINCON以及國內(nèi)多家廠商參與投標。評標小組經(jīng)過多方調(diào)研和評審論證,最后決定采用北京利德華福技術有限公司設計生產(chǎn)的HARSVERT-A系列變頻器,進行風機的調(diào)速改造。
二、 設備概況
華鎣山發(fā)電廠4#機組為國產(chǎn)100MW機組,于1983年投產(chǎn),其引、送風機主要參數(shù)情況如下:
(1)引風機
型 號: Y4-73-11N0:28D
風 量: 455000m3/h
風 壓: 401mmH20
電機型號: Y800-8/l180
額定功率: 800kW
額定電壓: 6kV
額定電流: 93.4A
額定轉速: 741 rpm
(2)送風機
電機型號: JSQl512-6
額定功率: 780kW
額定電壓: 6kV
額定電流: 88.5A
額定轉速: 978rpm
三、 HARSVERT-A變頻器的性能
華鎣山發(fā)電廠4#機組引送風機共四臺,采用4臺HARSVERT-A06/105變頻器進行調(diào)速控制。變頻器為直接高-高方式的電壓源型,外加工頻旁路切換開關。變頻器的主要性能指標如下:
變頻器容量 1090KVA
額定輸出電流 105A
輸入頻率 45Hz到55Hz
額定輸入電壓 6000V
允許電壓波動 ±10%
輸入功率因數(shù) ≥0.96(大于20%負載時)
輸出頻率范圍 0Hz到50Hz(即:調(diào)速范圍0~100%)
變頻器效率 ≥98%(不含輸入變壓器)
輸出頻率分辨率 0.01Hz,無級調(diào)速
過載能力 120%一分鐘,150%立即保護
為了適應電廠設備運行安全性及工藝需要,變頻器除了滿足以上基本性能指標要求外,還具有如下功能:
·風機變頻改造后,既可以變頻調(diào)速運行,也可以直接投工頻運行;
·變頻器輸入的6KV、10KV主電源掉電時,3秒內(nèi)變頻器不會停機,可以滿足電廠引送風機電源母線切換的需要;
·為變頻器提供的220V控制電源掉電時,由于變頻器的控制電源和主電源沒有相位及同步要求,變頻器可以用UPS供電繼續(xù)運行,不會停機;
·在現(xiàn)場DCS速度給定信號掉線時,變頻器提供報警的同時,可按原轉速繼續(xù)運轉,維持機組的發(fā)電工況不變;
·變頻器配置單元旁路功能,在局部故障時,變頻器可將故障單元旁路,降額繼續(xù)運行,減少風機突然停機造成的損失。保留原電機繼續(xù)使用;
·不改變原有風機設備任何基礎;
·和電廠的DCS工程實現(xiàn)無縫接口;
四、 項目實施情況
2001年5月28日
正式簽訂4臺變頻器的供貨合同;
2001年9月2日~6日
4臺變頻器分別運抵華鎣山電廠現(xiàn)場;
2001年9月23日
4臺變頻器開始安裝,9月27日安裝完畢;
2001年9月28日~10月1日
四臺變頻器本體調(diào)試完畢,帶電機空載運行(脫離風機聯(lián)軸器)正常;
2001年10月6~7日
完成4臺變頻器和電廠DCS工程的聯(lián)調(diào)工作;
2001年10月8日~10日
完成四臺變頻器帶風機的負載運行調(diào)試;
2001年10月11日~18日
等待4#爐其他大修工作的完成;
2001年10月19日
4#機組正式發(fā)電 ,變頻器正式投入試運行;
2001年10月20日
在機組熱態(tài)情況下,變頻器和DCS聯(lián)合完成了4#爐風煙工程的閉環(huán)控制(即投自動)調(diào)試,4#機組繼續(xù)試運行。4臺變頻器從10月19日投入運行至今,運行狀態(tài)一直十分穩(wěn)定。
五、 引送風機變頻改造后的節(jié)能情況
其中:
6月份4#機組發(fā)電量為:2778萬度。其引送風機總耗電量為: 288360+414540=702900度,占4#機組發(fā)電量的2.5%。
10月份4#機組發(fā)電量為:2148萬度。其引送風機總耗電量為:107340+193680=301020度,占4#機組發(fā)電量的1.4%。
改造前后,單位發(fā)電量的引送風機總耗電量下降了44%。
一、 效益分析
從節(jié)電的角度考慮,因節(jié)電而直接帶來的經(jīng)濟效益與機組的年運行時間、平均負荷率、電費水平等因素有關。假設4#機組的年運行時間為6000小時,平均負荷率80%,廠用電為0.37元每度,引送風機總耗電在變頻改造前后分別占4#機發(fā)電量的2.5%和1.4%,則:
改造前每年4#機組發(fā)電量為100000×0.8×6000=48000萬度,引送風機總耗電為48000×2.5%=1200萬度,改造后引送風機總耗電為48000×1.4%=672萬度,改造前后引送風機節(jié)約用電為1200-672=528萬度,折算電費為195萬元。僅節(jié)約電費一項,在2.5年內(nèi)就可以將4臺變頻器的投資收回。
實際上,#4機組采用變頻調(diào)速改造后,由于對電機實現(xiàn)真正的軟啟動,對電機、風機、擋板、高壓開關等設備以及電網(wǎng)的啟動沖擊大大減少,它們的使用壽命得以延長,可以大幅度節(jié)省這些設備的維護費用。另外,變頻器高精度寬范圍的無級調(diào)速功能,不僅全面滿足了電廠峰荷動態(tài)調(diào)節(jié)的需要,而且變頻器屬于高度智能化的新型高科技設備,與電廠DCS工程實現(xiàn)真正的無縫連接,提高了生產(chǎn)效率和機組自動化水平,大大改善了電廠的工作和生產(chǎn)環(huán)境。
總之,HARSVERT-A變頻器在華鎣山發(fā)電廠4#爐風機工程的調(diào)速改造中應用是相當成功的。該系列變頻器的先進性、可靠性已得到許多工業(yè)應用的證實。在電力行業(yè),對于許多高壓大功率的輔機設備推廣和采用高壓變頻調(diào)速技術,不僅可以取得相當顯著的節(jié)能效果,是電廠節(jié)能降耗的一個有效的途徑,而且也得到國家產(chǎn)業(yè)政策的支持,代表了今后電力行業(yè)節(jié)能技改的方向,目前電力行業(yè)越來越多的人員對此都已形成廣泛共識。
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