变频调速技术在火电厂风机中的应用

变频调速技术在火电厂风机中的应用

摘要:风机在火电厂能耗中占有很大的比例,本文对目前风机运行的工况及存在的问题进行分析,对变频调速风机技术的原理和优势进行了分析总结,并通过火电厂风机改造的实例做了对比性实验,证明变频调控可以获得良好的运行性能和经济效益,同时对改造中需要注意的问题进行了总结。

关键词:火电厂风机变频调速

随着我国日益紧迫的节能减排政策的实施和发电企业商业化,降低火电厂厂用电率成为节能减排和降低发电成本的一个重要环节。在火力发电厂的各类设备中,风机、水泵类设备占了绝大部分,也是最主要的耗电设备,其耗电量约占厂用电的65%～70%。本文通过对目前风机耗电存在的问题进行了分析,对变频调控技术的原理进行研究,并分析了其经济效益。

1 风机目前存在的问题

目前风机的调节多采用传统的调节方式,即在风机恒速的条件下,通过改变挡板的开导进行调节。这种调节方式存在以下几点问题:

(1)多数设备长期处于低负荷运行状态,设备容量不能充分利用,效率低下;

(2)采用改变挡板开度调节风量,挡板功耗大,造成能源浪费;同时

经常变动挡板容易损坏设备,造成维修量和维修费用增加;

(3)在启动时对电机的冲击大,降低了电动机的使用寿命;

2 变频调速的原理及优势

异步电动机轴转速的表达式可以表示为:n=(1-s)×60×f/p。式中:n—电动机转速,r/min;f—电动机定子供电频率,Hz;p—电动机极对数;s—转差率。从中可以看出转速与电源频率成正比关系,通过改变电源的输入频率可以调节风机的转动速度。

变频调速的优点具有:

(1)变频调速可以节约原来损耗在挡板截流过程中的大量能力,大大提高了经济效益。从目前的技术调价看,变频调速在节能方面的性价比相对来说还是比较好的;

(2)采用变频调速后,课实现软启动,电机的无功功率通过变频器直流环节的滤波电容进行了瞬时补偿,其输入功率因数可以达到0.95以上,对电网和机械负载的冲击都不存在了,大大延长了风机的使用寿命;

(3)采用变频调速后,控制器输出的信号直接通过变频器调节电机转速,平稳地调节风量,形成闭环控制,进行自动调节。同时还具有线性

度好,响应快,精度高等特点。

3 变频调速的应用

与传统的电磁滑差离合器调速、液力耦合调速和液力离合器调速相比,变频调速电源的运用可以大量的节省投入成本。如某火电厂于2007年10月对风机进行了变频调速改造,现以160kW的风机为例进行效能分析。变频器为SIMOVERTMV系列6kW/600kV A/12脉冲变频器,改造前后风机的节能比较如表1所示:

从表1中,我们可以看出:(1)与挡板调节相比,采用变频调速风机转速可以减少耗电量,节约电能;(2)通过对风机在不同负荷比下的节电效率的对比可以发现,主机负荷比越小,节电效果越明显,即风机主机功率越小,变频调速的优势越明显。

4 变频调速器的安装注意点

(1)变频器输入谐波对电力系统的影响。如果变频器输入电流的谐波过大,就会对火电厂的电力系统产生一定的危害,如继电保护装置

误动作就会导致大面积的停电;增大电机、变压器的损耗,严重时甚至会烧坏,因此应尽量采用多脉冲整流。

(2)变频器输出波形对电机的影响。变频器输出质量不好的波形,会严重影响电机的使用寿命,如输出的谐波会导致电机发热或转矩脉动;输出dv/dt,共模电压会影响电机的绝缘,因此应多采用多电平或加装输出滤波器进行改善波形的质量。

(3)要能够承受一定的电压波动。火电厂的电压并不是固定的,而是经常会出现一些低于正常值的波动,如在大电机启动、厂用电源切换、故障恢复等过程中电压经常会低于正常值。所以,变频器要能够承受电压波动,避免出现频繁关断的情况。

实践证明,在火电厂中采用变频调速技术控制风机转速是可行的,且具有良好的运行性能和经济效益。随着电力技术和计算机控制技术的提高,变频调速技术必将得到更加广泛的应用。

参考文献

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