1、國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用大屯煤電集團(tuán)熱電廠 技術(shù)中心所長(zhǎng) 高正祥一、市場(chǎng)調(diào)研上海大屯能源股份有限公司煤矸石電廠4#鍋爐(75t) 為循環(huán)硫化床鍋爐, 循環(huán)流化床鍋爐的燃燒工藝如下：其燃燒屬低溫燃燒，燃料由爐前給煤系統(tǒng)送入爐膛，送風(fēng)一般設(shè)有一次風(fēng)和二次風(fēng) ，一次風(fēng)由布風(fēng)板下部送入燃燒室，主要保證料層流化；二次風(fēng)沿燃燒室高度分級(jí)多點(diǎn)送入，主要是增加燃燒室的氧量保證燃料燃燼；燃燒室內(nèi)的物料在一定的流化風(fēng)速作用下，發(fā)生劇烈擾動(dòng)，部分固體顆料在高速氣流的攜 帶下離開燃燒室進(jìn)入爐膛，其中較大顆料因重力作用沿爐膛內(nèi)壁向下流動(dòng)，一些較小顆料隨煙氣飛出爐膛進(jìn)入物料分離裝臵，爐膛內(nèi)形成氣

2、固兩相流，進(jìn)入分離裝臵的煙氣經(jīng)過(guò)固氣分離，被分離下來(lái)的顆料沿分離裝臵下部的返料裝臵送回到燃燒室，經(jīng)過(guò)分離的煙氣通過(guò)對(duì)流煙道內(nèi)的受熱面吸熱后，離開鍋爐。因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐設(shè)有高效率的分離裝臵，被分離下來(lái)的顆料經(jīng)過(guò)返料器又被送回爐膛，使鍋爐爐膛內(nèi)有足夠高的灰濃度，因此循環(huán)流化床鍋爐不同于常規(guī)鍋爐爐膛僅有的輻射傳熱方式，而且還有對(duì)流及熱傳等傳熱方式，大大提高了爐膛的傳導(dǎo)熱系數(shù)，確保鍋爐達(dá)到額定出力。并且循環(huán)流化床鍋爐對(duì)煤質(zhì)的要求不高，可以使用劣質(zhì)煤，并且其污染物的排放很低，屬于環(huán)保型鍋爐，是國(guó)家大力推廣的新型鍋爐，目前很多小型電站均使用該類型鍋爐。機(jī)）分離器圖1循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)示意圖循環(huán)流化床

3、鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)為風(fēng)機(jī)多、風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高、運(yùn)行電耗大、運(yùn)行操作復(fù)雜、設(shè)計(jì)裕量大、鍋爐負(fù)荷變化大、外部因素對(duì)鍋爐運(yùn)行影響也大（如煤的成分），尤其是引風(fēng)機(jī)則要時(shí)刻參與爐膛壓力調(diào)節(jié)，保證旋風(fēng)分離器正常的分離效果，再加上機(jī)組必須經(jīng)常參與調(diào)峰，負(fù)荷變動(dòng)較大，在引風(fēng)機(jī)要求可以調(diào)節(jié)風(fēng)量風(fēng)壓的需求最為迫切。目前調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法主要有通過(guò)擋板的開度調(diào)節(jié)或通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，傳統(tǒng)使用擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量主要存在以下問(wèn)題：非線形調(diào)節(jié)、控制不夠靈敏、對(duì)相關(guān)控制系統(tǒng)造成一定的影響、同時(shí)輸出不同風(fēng)量時(shí)，驅(qū)動(dòng)源的輸出能量并沒(méi)有改變，造成大量能源浪費(fèi)。因此采用改變電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量是最佳的調(diào)整方式。 改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方

4、法很多，其中又以變頻調(diào)速最為優(yōu)越。高壓變頻器作為燃燒自動(dòng)控制、爐膛負(fù)壓控制的高效執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以很好的保證風(fēng)量的準(zhǔn)確控制和實(shí)時(shí)控制，有效克服了控制擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量所帶來(lái)的弊端，同時(shí)達(dá)到了節(jié)能的效果。機(jī)組運(yùn)行時(shí)基本帶70-80%負(fù)荷,引風(fēng)機(jī)采用入口擋板調(diào)節(jié)。為了保證電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，選用的風(fēng)機(jī)電機(jī)的備用容量較大。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)入口擋板開度約70%，機(jī)組調(diào)峰時(shí)，風(fēng)機(jī)入口擋板開度約40%左右，由于這種原始的調(diào)節(jié)方法僅僅是改變通道的流通阻力，而驅(qū)動(dòng)源的輸出功率并沒(méi)有改變，節(jié)流損失相當(dāng)大，浪費(fèi)了大量電能。致使廠用電率高，供電標(biāo)煤耗高，發(fā)電成本不易降低。同時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生5-7倍的沖擊電流，對(duì)電

5、機(jī)構(gòu)成損害。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化水平低，不能及時(shí)調(diào)節(jié)，運(yùn)行效率低。為此，擬采用變頻調(diào)節(jié)方式對(duì)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造，以減少溢流和節(jié)流損失，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。二、變頻器運(yùn)行節(jié)能效果測(cè)試情況：為了檢驗(yàn)變頻器運(yùn)行效果，我們于2005年07月29日16點(diǎn)至30日15點(diǎn)，對(duì)#4爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率及電源側(cè)功率因數(shù)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試在相同運(yùn)行方式及相同工況下進(jìn)行，測(cè)試數(shù)據(jù)如下：表1 變頻器投運(yùn)前后功率因數(shù)的變化表2 變頻器投運(yùn)前后電機(jī)實(shí)際電流的變化由實(shí)際測(cè)量結(jié)果可以看出，變頻器運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率因數(shù)在主汽流量為62時(shí)比變頻前平均提高約0.16，在主汽流量為58時(shí)比變頻前平均提高約0.19。變頻器運(yùn)行時(shí)，引風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)際

6、消耗功率，在主汽流量為62時(shí)，比變頻前減少289.7-203.7=86千瓦，；在主汽流量為58時(shí)，比變頻前減少267.5-151.2=116.3千瓦。變頻改造后的效益計(jì)算#4鍋爐按全年運(yùn)行340天考慮,全年節(jié)電量為：引風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻器后，廠用電由原來(lái)的18%降至目前的11%，下降達(dá)7個(gè)百分點(diǎn)。三、應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果1、改善了工藝。投入變頻器后引風(fēng)機(jī)風(fēng)道檔板在全開位臵，風(fēng)道檔板壓流損失減小到0；由于變頻器可以非常平滑穩(wěn)定的調(diào)整風(fēng)量，運(yùn)行人員可以自如的調(diào)控燃燒，鍋爐運(yùn)行參數(shù)得到了改善，提高了鍋爐效率。2、維護(hù)量減少。采用變頻調(diào)速后，無(wú)論哪種工藝條件，隨時(shí)可以通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速使風(fēng)機(jī)在接近額

7、定狀態(tài)下工作，這樣就可避免因通過(guò)風(fēng)門控制使風(fēng)機(jī)過(guò)多偏離額定工作區(qū)而引起的振動(dòng)，通常情況下，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于啟動(dòng)緩慢及轉(zhuǎn)速的降低，相應(yīng)地延長(zhǎng)了許多零部件的壽命；同時(shí)極大的減輕了煙氣對(duì)煙道檔板的沖擊腐蝕，有效延長(zhǎng)了煙道檔板的檢修周期，減少了檢修維護(hù)開支，節(jié)約大量維護(hù)費(fèi)用。3、工作強(qiáng)度降低。由于調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制，機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和相應(yīng)的保護(hù)及故障報(bào)警，操作工作由動(dòng)手轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無(wú)人操作，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，為優(yōu)化運(yùn)營(yíng)提供了可靠保證。4、減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流只是額定電流，啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)大的沖擊，減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)機(jī)械損傷，有效的延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命