变频器在天津电厂的应用.doc

高压变频器在天津大港电厂送风机中的应用作者：九洲电气来源：九洲电气点击数：175发表时间：2007-10-24 8:48:55高压变频器在天津大港电厂送风机中的应用Application of High-voltag in Tiangin Dagang Power House摘 要 ：本文重点介绍了高压变频器的工作原理与主要技术特点，结合在天津大港电厂的3号机组中送风机的变频调速运行进行节能分析，根据送风机变频技术改造前后运行电量的消耗说明其对电厂带来经济效益。：The high voltage convertor device of function theory and central techno-point in the paper, It combine TINAJIN DAGANG power house of thirdly dynamoelectric group of blower have economize energy by frequency conversion as speed change, As blower cross-refer run by frequency conversion technically upgrade was explain to power house brought economy benefit by electrical power consume.关键词： 高压变频器 电厂 送风机 节能1 引言火力发电厂的发电机组中，送风机的耗电量占机组设备所用电量的比重较大，其耗电的大小直接影响电厂的吨煤发电比的水平。发电机组中的送风机在设计之初即考虑有冷空气动力场测试，强风吹扫的工艺要求，当发电机组的处于长期发电运行中，其需要风量都小于上述工艺的风量要求，造成在发电机组的送风机在大部分运行时间中都基本上属于大马拉小车的局面,在用异步电动机定速拖动时,通过档板来调节风量，使得大量的能量耗损在档板内外风压的载流损失上。大港发电厂3号发电机组送风机进行变频调速改造，采用高压变频器对送风机的电动机进行速度调节，使送风机的档板全开，用改变转速来调节风量，使风机档板内外风压基本一致，将原来定速运行的截流损耗，高速风压损耗降到最低，达到送风机在长期运行中的用电量大比例地减小，使发电机组的吨煤耗电量下降，提高发电机组的吨煤发电比。2 天津大港电厂的3号机组送风机原运行工况介绍2.1 天津大港电厂基本状况介绍天津大港电厂是负责京津塘地区的调峰电厂，负责北京，天津电网的稳定运行。电厂的3号发电机组运行的性质属于电网调峰机组,在运行中,每日白天在高负荷时机组满功率发电,在夜间时机组处于半发电状态。结合发电机组运行性质的要求，3号机组的送风机在设计之初即采用了双速电机系统，在满负荷时采用高速送风，在半发电状态时采用低速送风。这种最初的设计虽然具有一定的节以能效果，但是调整时转速波动大，送风机风量的短时急剧改变对机组锅炉燃烧影响极大，影响发电机组的运行稳定性。同时发电机组在未满发电状态，而需送风机的风量处于低速风量阈值以上时，必须用高速送风，又浪费了大量的能源。从节能降耗和稳定机组锅炉燃烧的要求出发,对3号机组进行高压变频调速改造,采用国内具有自主知识产权的多电平单元串联电压源型高压变频器进行技术改造。2.2 3号机机组的送风机的参数：（1）电动机参数型号：MVTD-PAM560L6/8S；额定功率：950/400kW；额定电压：6kV10%；额定电流：115.5/63.7A；额定转速：984/742r/min；数量：2台。（2）风机参数型号：双面进风翼型双速离心式风机；制造厂：FRANCO TOSI INDUSTRIALE。（3）电源参数额定电压：6.3kV；控制电源电压:380V AC；电压正常变化范围:(+10%-10%)Un；电动机成组自起动,母线电压:65%Un；最大一台电机起动,母线电压:80%Un；额定频率:50Hz；频率变化范围:502.5Hz；6kV母线侧短路电流:40kA(有效值);中性点:小电流接地系统。（4）3号机组送风机的运行参数在本文中,对3号机组的运行参数以每天的平均参数提供:3号机组A送风机平均风量650t/h,运行平均电流45A,电压6000V；3号机组B送风机平均风量650t/h,运行平均电流46.55A,电压6000V4 风机调速改造的节能原理分析4.1 风机的相似理论风机的流量，运行压力，吸收轴功率这三个基本参数与转速间的运算公式极其复杂，同时风机类负荷随环境变化参数也随之变化,在工程中一般根据风机的运行曲线，进行大致的参数运算,称之为风机相似理论：风量Q与电机转速n成正比（Qn）；风压H与电机转速n的平方成正比（Hn2）；轴功率N与电机转速n的立方成正比（Nn3）。4.2 风机在额定工况下运行的特性曲线（1）H-Q曲线：当转速为恒定时，表示风压与风量间的关系特性;（2）N-Q曲线：当转速为恒定时，表示功率与风量间的关系特性;（3）-Q曲线：当转速为恒定时，表示风机的效率特性。从图7中可以看出，风机的轴功率和风压相交处即为效率最高点。图7 离心式风机特性曲线（=90）5 天津大港电厂3号机组送风机高压变频器调速改造过程及效果5.1 高压变频器选型天津大港电厂对高压变频器从技术，应用，实力等多方面考察，为3号机组送风机选用JZHICON-1A高压变频器二套，技术参数如下：使用标准：Q/JZ026-2002;型号：JZHICON-1A-6/120;生产厂家：哈尔滨九洲电气股份有限公司;额定输入电压/允许变化范围：6kV15%;额定容量：1250kVA;额定输入频率/允许变化范围：50Hz5%;输入功率因数：0.95;控制方式：DCS;冷却方式： 强制风冷;模拟量信号：两路420mA设定;开关量信号：12路继电器干接点;防护等级：IP30;人机界面：中文彩色液晶触摸屏;UPS型式及参数：电可维持控制系统运行30min。5.2 设备安装调试2006年11月5日,在九洲公司的技术人员指导下,进行高压变频器的安装。在高压变频器安装完成后,进行了各项目的测试与试验,均符合技术协议要求,于11月19日3号机组点火发电,高压变频器调速控制的送风机正式投入运行。5.3 变频调速运行后3号发电机组运和参数3号机组A送风机平均风量650吨运行时电流15.8A。3号机组B送风机平均风量650吨运行时电流16.5A。5.4 每小时节电量3号机组A送风机节电量:PH =U(I工频cos工频-I变频cos变频)小时=1.7326(450.88-15.80.96)1=253.90(kWh)3号机组B送风机:PH =1.7326(46.550.88-16.50.96)1=261.1(kWh)5.5 每天节电量3号机组A送风机：PD =PH24=253.9024=6093.6(kWh)3号机组B送风机：PD =PH24=261.124=6266.4(kWh)5.6 每年节电量3号机组A送风机：PAN=PD330=6093.6330=2010888(kWh)3号机组B送风机：PAN=PD330=6266.4330=2067912(kWh)5.7 3号发电机组送风机变频调速运行的节能效益按照电价0.361元/kWh计算，得：每年节的的经济效益：3号机组A送风机：0.3612010888=725930.568(元)3号机组B送风机：0.3612067912=746516.232(元) 6 结束语通过大港电厂对3号机组进行国产高压变频器调速改造,在改进机组运行工况的同时,取得了良好的经济效益。中国是在能源紧缺的情况下大量地浪费能源，同时国外对高压变频器这种产品进行不断的进行升级，并不断地向国内高价销售，获