变频调节专题大纲

1、变频调节专题报告大纲一、传统调节方式与变频调节方式的比较二、变频技术的特点及发展状况三、变频技术的应用 (包含以下内容及要求 )1) 分热机、供水、物料、化水专业进行论述2) 包括原有工艺系统配置、使用变频后的工艺系统配置、不同配置的调节特点3) 以 660MW 超超临界机组为基础进行分析热机专业：热机专业范围内电动机功率较大且有可能采用变频装置的设备主要包括凝结水泵、三大风机（送风机、一次风机、引风机） ，目前凝结水泵采用变频装置比较普遍， 600MW 级机组的锅炉三大风机一般选用轴流风机，由于轴流风机的效率较高、高效率区域较宽，此前新建工程的三大风机一般均不采用变频装置， 个别采用静叶可调

2、轴流式引风机的工程同步配置了变频装置， 部分工程建成之后对引风机增设了变频装置（主要是针对静叶可调轴流风机） 。对于 600MW 级及以上火电机组，锅炉送风机、一次风机一般均采用动叶可调轴流风机。 600MW 级及以上火电机组的锅炉引风机可采用动叶可调轴流风机 （简称“动调风机”）或静叶可调轴流风机 （简称“静调风机”），从国家环境保护部 2010年 6 月 17 日发布关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知 （环办 201091号）以1来，新建工程均取消了脱硫烟气旁路挡板， 并将引风机和脱硫增压风机合二为一， 已投产工程均结合脱硫及脱硝技改项目，一般均已拆除脱硫旁路挡板、并将引风机与

3、脱硫增压风机合并布置，俗称“三合一”风机。因此，不设置脱硫旁路挡板、引风机与脱硫增压风机合并布置已经成为当前火电机组的主流配置方案。目前国内“三合一”风机采用双级动叶可调轴流风机居多。静调风机相对动调风机而言， 在机组满负荷时， 两者的效率相差不大，随着机组负荷的降低，动调风机的效率下降值较小、静调风机的效率将明显低于动调风机， 因此如果设置变频装置， 动调风机的节能效果不明显、静调风机的节能收益将高于动调风机。4) 含海水一次循环、二次循环、空冷机组5) 变频器的配置和接线方式四、采用变频技术后的经济性分析1）标煤价分别按 400元、 700 元、 1000元/ 吨考虑 .2）节省的成本电费

4、折合到耗煤费用考虑。二次循环发电标准煤耗:275g/kWh , 空冷发电标准煤耗:290g/kWh3）使用变频器的设备分别按50%、75%、100%负荷不同基准提出每 24 小时节省的费用4）按以下运行模式计算全年经济性(暂定 )：100%负荷 2000h75%负荷 2000h250%负荷 3000h年运行小时数 :7000h, 折合年利用小时5000h热机专业：1、凝结水泵变频设置分析1）凝结水泵配置及变频设置介绍凝结水泵采用变频装置， 目前在电厂中已经得到了较为广泛的应用，很多新建电厂的凝结水泵已经设置变频装置， 一些已经投运的电厂也对凝结水泵做了变频装置改造。 凝结水泵设置变频装置， 在

5、电厂运行中，具有一定的经济效益， 下面以某 2×660MW 超超临界机组为例，对凝结水泵的配置和调速方式的选择做经济性分析。结合国内 600MW 级工程实施的具体情况，凝结水泵的设置可以按以下四种方案考虑：方案一，每台机组装设 3 台 50容量凝结水泵；方案二，每台机组装设 2 台 100容量凝结水泵；方案三，每台机组装设 2 台 100容量凝结水泵， 并设置 1x100% 凝结水泵电机变频装置。方案四，每台机组装设 3 台 50容量凝结水泵，并设置 3x50% 凝结水泵电机变频装置。2）凝结水泵变频设置经济性分析对于 2×660MW 超超临界机组，上述四个方案的凝结水泵选

6、型参数如下：项目单位方案一方案二方案三方案四3项目单位方案一方案二方案三方案四350%容量配2 100容量配 2100容量配350%容量配主要特点/置，二台运行，置，一台运行，置，设 1 100%置，设 3 50%一台备用一台备用变频装置变频装置单台凝泵流量t/h860.71721.41721.4860.7凝泵扬程mH2O325325325325凝泵电机功率kW1100210021001100由于各方案中阀门及管件均为低压阀门和管件，而且考虑到方案一、四的阀门及管件数量多但管径小，方案二、三的阀门及管件数量少但管径大，因此两个方案在阀门及管件上的价格差别较小，基本可以不予考虑。各方案凝结水泵主

7、要性能及价格如下：项 目单位方案一方案二方案三方案四(3 50%)(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )型式立式筒袋型立式筒袋型立式筒袋型立式筒袋型进水温度34.7334.7334.7334.73进水压力kPa5.545.545.545.54单泵设计点流量t/h860.71721.41721.4860.7设计点扬程mH2O325325325325单台凝泵组价格( 含滤网、电机及万元9513713795出口止回阀 )单台机组变频装万元210330置价格变频器房间及通万元2020风空调装置2 660MW机组万元57054810081270凝结水泵组总价总价差万元基准-22+

8、438+700注：（1) 、变频装置造价按1000 元 /kW 考虑。（ 2）、方案三每台机组两台凝泵设一台一拖二 100%变频装置，方案四每台机组三台凝泵设三台一拖一 50%变频装置。4假设本工程电厂年运行小时数为7000h ，利用小时数为5000h ，机组按照以下负荷模式运行：负荷每年运行小时数 (h)100%THA200075% THA200050% THA3000按此上述负荷模式，可计算出各方案凝泵耗电如下：负荷项目单位方案一方案二方案三方案四(3 50%)(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )流量t/h677.513551355677.5扬程mH2O32632

9、7319319效率82828383100%THA功率kW733.51471.51418.2709.224h 耗电kW.h704167063268073.668064年运行小时h2000200020002000年耗电kW.h5868000588600056728005672000流量t/h507.81015.61015.6507.8扬程mH2O345345227227效率7272797975%THA功率kW662.61325.3794.7397.424h 耗电差kW.h基准9.6-25464-25459.6年运行小时h2000200020002000年耗电kW.h5300800530120031

10、788003179200流量t/h677.5677.5677.5677.5扬程mHO3263551881882效率8258777950%THA功率kW733.51129.3450.543924h 耗电差kW.h基准18998.4-13584-14136年运行小时h3000300030003000年耗电kW.h4401000677580027030002634000总年耗电kW.h15569800179630001155460011485200总年耗电差kW.h2393200-4015200-4084600年标煤差t658.13-1104.18-1123.265注：（1) 、方案一、四，机组在5

11、0%负荷时，采用单泵运行。5（2) 、发电标准煤耗按275g/kWh 计算。按照差额回收年限计算投资回报年限如下：（1）按照标煤价 400元/t 计算方案一方案二方案三方案四项目单位50%)(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )(3总年耗电差kW.h基准2393200-4015200-4084600年标煤差t基准658.13-1104.18-1123.265年差额收益C万元基准26.3252-44.1672-44.9306初投资增加Z万元基准-22438700等额分付资金回收 系 数 (A/P,i,/基准1.19660.1008380.0641866n)基准收益率 i/

12、基准7%7%7%18 年30 年内无法收差额回收年限年基准无法回收( 计算值 17.5回成本年 )（2）按照标煤价 700元/t 计算方案一方案二方案三方案四项目单位50%)(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )(3总年耗电差kW.h基准2393200-4015200-4084600年标煤差t基准658.13-1104.18-1123.265年差额收益C万元基准46.0691-77.2926-78.62855初投资增加Z万元基准-22438700等额分付资金回收系数 (A/P, i,/基准2.094050.1764670.1123265n)基准收益率 i/基准7%7%7

13、%8 年15 年差额回收年限年基准无法回收( 计算值 7.5( 计算值 14.5年 )年)（3）按照标煤价 1000元/t 计算方案一方案二方案三方案四项目单位(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )(3 50%)6方案一方案二方案三方案四项目单位50%)(2 100%)(2 100%+变频 )(3 50%+变频 )(3总年耗电差kW.h基准2393200-4015200-4084600年标煤差t基准658.13-1104.18-1123.265年差额收益C万元基准65.813-110.418-112.3265初投资增加Z万元基准-22438700等额分付资金回收系数 (

14、A/P, i,/基准2.99150.2520960.1604664n)基准收益率 i/基准7%7%7%5 年9 年差额回收年限年基准无法回收( 计算值 4.8( 计算值 8.5年 )年)3）经济性分析结论从以上分析可以看出，对于凝结水泵设置变频装置，比不设变频装置的经济性要好， 且采用 2×100%容量的凝结水泵， 配一套变频装置的方案，经济性最好。因此，现在大部分新建电厂均采用凝结水泵变频设置，部分老厂也在做凝结水泵变频改造。凝结水泵采用变频装置，在技术上已经非常成熟，在电厂运用中也日渐广泛，经济性较为明显。2、送风机及一次风机变频设置分析以某 660MW 机组为例，采用中速磨煤机

15、正压直吹式冷一风机制粉系统，每台锅炉分别配置 2×50%容量的动调一次风机、送风机，对设置变频前后进行经济性分析。1）送风机及一次风机设置变频装置的节电量分析7动调送风机及一次风机设置变频装置的节电量分析一次风机送风机风机单位额定功率 2300kW额定功率 1250kW项目名称定速变频定速变频单台风机风量3293080293080841841841841m/h单台风机风压Pa135901359031083108风机效率%88888686风机转速r/min14901490990990100%单台风机功率kW1201.31201.3836.0836.0负荷单台风机24h 耗电量kWh28

16、831.228831.220064200642 台风机24h 耗电量kWh57662.457662.440128401284 台风机24h 耗电量kWh115324.8115324.88025680256每年运行小时h2000200020002000单台风机年耗电量104kWh240.26240.26167.2167.22 台风机年耗电量104kWh480.52480.52334.4334.44 台风机年耗电量104kWh961.04961.04668.8668.8单台风机风量3223641223641597088597088m/h单台风机风压Pa115871158723432343风机效率%

17、86888486风机转速r/min14901370990900单台风机功率kW804.9786.6458.9448.375%单台风机24h 耗电量kWh19317.618878.411013.610759.2负荷2 台风机24h 耗电量kWh38635.237756.822027.221518.44 台风机24h 耗电量kWh77270.475513.644054.443036.8每年运行小时h2000200020002000单台风机年耗电量104kWh160.98157.3291.7889.662 台风机年耗电量104kWh321.96314.64183.56179.324 台风机年耗电量1

18、04kWh643.92629.28367.12358.64单台风机风量3176400176400404091404091m/h单台风机风压Pa108601086018961896风机效率%8585.58083风机转速r/min14901370990900单台风机功率kW603.5599.9264.3254.650%单台风机24h 耗电量kWh1448414397.66343.26110.4负荷2 台风机24h 耗电量kWh2896828795.212686.412220.84 台风机24h 耗电量kWh5793657590.425372.824441.68一次风机送风机风机单位额定功率 230

19、0kW额定功率 1250kW项目名称定速变频定速变频每年运行小时h3000300030003000单台风机每年耗电量104kWh181.05179.9779.2976.382台风机每年耗电量104kWh362.1359.94158.58152.764台风机每年耗电量104kWh724.2719.88317.16305.522台风机每年耗电量104kWh1164.581155.1676.54666.48全年2 台风机每年耗电量差异104kWh基准-9.48基准-10.06合计4 台风机每年耗电量104kWh2329.162310.21353.081332.964台风机每年耗电量差异104kWh基

20、准-18.96基准-20.122）送风机及一次风机变频设置经济性分析动调送风机及一次风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗275g/kWh）一次风机送风机风机单位额定功率 2300kW额定功率 1250kW项目名称定速变频定速变频2台风机每年耗电量104kWh 1164.581155.1676.54666.482台风机每年耗电量差异104kWh基准-9.48基准-10.062台风机每年耗电折算标煤量t3202.603176.531860.491832.822台风机每年耗电折算标煤量差异t基准-26.07基准-27.672台风机变频装置价格万元基准460基准2502台风机变频器房间及通风空调

21、装置万元基准20基准202台风机变频器总投资费用万元基准480基准270年差额收益C万元基准-2.607基准-2.767标煤价格初投资增加Z万元基准480基准2701000 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.005430.01025i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益C万元基准-1.8249基准-1.9369标煤价格初投资增加Z万元基准480基准270700 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.003800.00717i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益

22、C万元基准-1.0428基准-1.10689一次风机送风机风机额定功率 2300kW额定功率 1250kW单位项目名称定速变频定速变频标煤价格初投资增加Z万元基准480基准270400 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.002170.00410i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收说明：（ 1）变频装置造价按1000元/kW 考虑；（ 2）二次循环机组发电标煤耗按照275g/kWh；动调送风机及一次风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗290g/kWh）一次风机送风机风机单位额定功率 2300kW额定功率 1250kW项目名称定速

23、变频定速变频2台风机每年耗电量104kWh 1164.581155.1676.54666.482台风机每年耗电量差异104kWh基准-9.48基准-10.062台风机每年耗电折算标煤量t3377.283349.791961.971932.792台风机每年耗电折算标煤量差异t基准-27.49基准-29.182台风机变频装置价格万元基准460基准2502台风机变频器房间及通风空调装置万元基准20基准202台风机变频器总投资费用万元基准480基准270年差额收益C万元基准2.749基准2.918标煤价格初投资增加Z万元基准480基准2701000 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.00573

24、0.01081i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益C万元基准1.9243基准2.0426标煤价格初投资增加Z万元基准480基准270700 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.004010.00757i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益C万元基准1.0996基准1.1672标煤价格初投资增加Z万元基准480基准27010一次风机送风机风机额定功率 2300kW额定功率 1250kW单位项目名称定速变频定速变频等额分付资金回收系数(A/P,0.002290.004

25、32400 元/ 吨/基准基准i, n)基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收说明：（ 1）变频装置造价按 1000元/kW 考虑；（ 2）空冷机组发电标煤耗按照290g/kWh；3）经济性分析结论从以上分析可以看出，机组发电标煤耗分别按照275 g/kWh 、290g/kWh，标煤价格分别按照1000 元/ 吨、 700 元/ 吨、 400 元/ 吨进行计算时，对于动调送风机及一次风机，设置变频装置后，节能效果有限，不能收回投资。3、引风机变频设置分析以某 660MW 机组为例，同步建设烟气脱硫及脱硝装置，采用静电除尘器，引风机与增压风机合并布置，每台锅炉配置

26、2×50%容量的动调引风机或静调引风机，对设置变频前后进行经济性分析。1）引风机设置变频装置的节电量分析动调引风机或静调引风机设置变频装置的节电量分析动调引风机静调引风机风机单位额定功率 5600kW额定功率 5800kW项目名称定速变频定速变频单台风机风量31746127174612717461271746127m/h单台风机风压Pa7377737773777377风机效率%88.088.085.087.0风机转速r/min745745995990100%单台风机功率kW3953.43953.44092.93998.8负荷单台风机24h 耗电量kWh94881.694881.698

27、229.695971.22 台风机24h 耗电量kWh189763.2189763.2196459.2191942.44 台风机24h 耗电量kWh379526.4379526.4392918.4383884.811动调引风机静调引风机风机单位额定功率 5600kW额定功率 5800kW项目名称定速变频定速变频每年运行小时h2000200020002000单台风机年耗电量104kWh790.68790.68818.58799.762台风机年耗电量104kWh1581.361581.361637.161599.524台风机年耗电量104kWh3162.723162.723274.323199.0

28、4单台风机风量m3/h1207733120773312077331207733单台风机风压Pa4564456445644564风机效率%83.088.070.086.0风机转速r/min74573599581075%单台风机功率kW1814.21711.22151.21751.0负荷单台风机24h 耗电量kWh43540.841068.851628.8420242台风机24h 耗电量kWh87081.682137.6103257.6840484台风机24h 耗电量kWh174163.2164275.2206515.2168096每年运行小时h2000200020002000单台风机年耗电量10

29、4kWh362.84342.24430.24350.22台风机年耗电量104kWh725.68684.48860.48700.44台风机年耗电量104kWh1451.361368.961720.961400.8单台风机风量m3/h840979840979840979840979单台风机风压Pa3198319831983198风机效率%73.084.052.072.0风机转速r/min745580995880单台风机功率kW1011.5879.01420.01025.550%单台风机24h 耗电量kWh24276210963408024612负荷2 台风机24h 耗电量kWh4855242192

30、68160492244台风机24h 耗电量kWh971048438413632098448每年运行小时h3000300030003000单台风机每年耗电量104kWh303.45263.7426307.652台风机每年耗电量104kWh606.9527.4852615.34台风机每年耗电量41213.81054.817041230.610 kWh2台风机每年耗电量42913.942793.243349.642915.2210 kWh全年2 台风机每年耗电量差异104kWh基准-120.7基准-434.42合计4 台风机每年耗电量104kWh5827.885586.486699.285830.4

31、44台风机每年耗电量差异104kWh基准-241.4基准-868.842）引风机变频设置经济性分析12引风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗275g/kWh）动调引风机静调引风机风机单位额定功率 5600kW额定功率 5800kW项目名称定速变频定速变频2台风机每年耗电量104kWh 2913.942793.243349.642915.222台风机每年耗电量差异104kWh基准-120.7基准-434.422台风机每年耗电折算标煤量t8013.347681.419211.518016.862台风机每年耗电折算标煤量差异t基准-331.93基准-1194.662台风机变频装置价格万元基准1

32、120基准11602台风机变频器房间及通风空调装置万元基准20基准202台风机变频器总投资费用万元基准1140基准1180年差额收益C万元基准33.19基准119.47标煤价格初投资增加Z万元基准1140基准11801000 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.029110.10125i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准17.4 年年差额收益C万元基准23.24基准83.63标煤价格初投资增加Z万元基准1140基准1180700 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.020390.07087i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准

33、7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益C万元基准13.28基准47.79标煤价格初投资增加Z万元基准1140基准1180400 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.011650.0405i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收说明：（ 1）变频装置造价按1000 元/kW 考虑；（ 2）二次循环机组发电标煤耗按照275g/kWh；引风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗290g/kWh）动调引风机静调引风机风机单位额定功率 5600kW额定功率 5800kW项目名称定速变频定速变频2 台风机每年耗电量104kWh 291

34、3.942793.243349.642915.2213动调引风机静调引风机风机额定功率 5600kW额定功率 5800kW单位项目名称定速变频定速变频2 台风机每年耗电量差异104kWh基准-120.7基准-434.422 台风机每年耗电折算标煤量t8450.438100.409713.968454.142 台风机每年耗电折算标煤量差异t基准-350.03基准-1259.822 台风机变频装置价格万元基准1120基准11602 台风机变频器房间及通风空调装置万元基准20基准202 台风机变频器总投资费用万元基准1140基准1180年差额收益C万元基准35.00基准125.98标煤价格初投资增加

35、Z万元基准1140基准11801000 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.030700.10676i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准15.8 年年差额收益C万元基准24.50基准88.19标煤价格初投资增加Z万元基准1140基准1180700 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.021490.07474i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收年差额收益C万元基准14.00基准50.39标煤价格初投资增加Z万元基准1140基准1180400 元/ 吨等额分付资金回收系数(A/P,0.0

36、12280.04270i, n)/基准基准基准收益率 i/基准7%基准7%差额回收年限年基准无法回收基准无法回收说明：（ 1）变频装置造价按1000元/kW 考虑；（ 2）空冷机组发电标煤耗按照290g/kWh；3）经济性分析结论从以上分析可以看出，机组发电标煤耗分别按照275 g/kWh 、290g/kWh，标煤价格分别按照1000 元/ 吨、 700 元/ 吨、 400 元/ 吨进行计算时，对于动调引风机设置变频装置后，节能效果有限、不能收回投资，对于静调引风机设置变频装置后，煤价较高时可以在电厂寿14命期内收回投资、 煤价较低时在电厂寿命期内不能收回投资，因此静调引风机经过技术经济比较后

37、，才能确定是否设置变频调节装置。5）大型风机是否使用液力偶合器？热机专业：液力偶合器主要用于传递动力， 可以实现传动过程中的无级调速，减小动力源启动时的冲击负荷，还可以在传动部件过载时保护动力；液力偶合装置无法将电动机的动力 100%输出，因为部分能量由于内部液体流动的摩擦转化为热能， 由泵轮传递给 偶合液而损失。 其结果是，涡轮的转速永远低于泵轮的转速，形成“转速差” ，这个差值随着偶合器负荷的增加及飞轮转速的降低而加大。液力偶合器的效率随着输出转速的降低而降低，在 75% 额定转速时效率可降低到 70%左右，如果长期在低转速下运行， 经济性较差。对于效率相对较高的大型轴流风机， 偶合器的效率下降甚至高于风机效率下降速度。 而变频调速在电机输出转速降低时效率仍然较高， 因此变频调速的低速性能比液力偶合器