淺析發(fā)電廠如何通過(guò)對(duì)工頻高壓電機(jī)的變頻改造降低廠用電

丁群

[摘 要]廠用電率，是反映發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性能的主要技術(shù)指標(biāo)，近年來(lái)，減少?gòu)S用電，降低運(yùn)行成本，成為發(fā)電企業(yè)的一項(xiàng)重要工作目標(biāo)，其中，通過(guò)提高運(yùn)行管理，改造陳舊設(shè)備等措施，降低了部分設(shè)備用電量，但作為“耗電大戶”的廠用系統(tǒng)的工頻高壓電機(jī)，無(wú)法通過(guò)以上措施更進(jìn)一步的降低能耗，而對(duì)其進(jìn)行變頻改造，成為降低廠用電的有效方法。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能；高壓電機(jī)；變頻；改造；廠用電率

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，節(jié)能降耗，走可持續(xù)發(fā)展道路成為我國(guó)的重要國(guó)策，火力發(fā)電廠作為提供電能的重要企業(yè)，同時(shí)又是消耗能源的大戶，其中，減少?gòu)S用電，成為發(fā)電廠提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵課題，通過(guò)對(duì)工頻高壓電機(jī)的變頻改造降低廠用電量，是很多企業(yè)的明智選擇，如華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠，該廠通過(guò)對(duì)一些大容量用電設(shè)備的變頻改造，降低了廠用電量，收到了良好效果。

以對(duì)600MW#4發(fā)電機(jī)組凝結(jié)水泵的變頻改造為例：

一、改造前設(shè)備運(yùn)行狀況

按發(fā)電廠可靠性設(shè)計(jì)，發(fā)電廠廠用系統(tǒng)的水泵、風(fēng)機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，其功率均大于水泵、風(fēng)機(jī)本身功率，留有富裕容量。而且很多水泵在運(yùn)行中，并不需要滿負(fù)荷出力，因此水泵在工頻狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)水壓過(guò)大，常需關(guān)閉閥門(mén)，只留少量開(kāi)度調(diào)解流量，從而浪費(fèi)了電能；另一方面，閥門(mén)處于半開(kāi)位置運(yùn)行，水流（尤其是一些灰水泵）對(duì)門(mén)板沖擊磨損嚴(yán)重，減少了閥門(mén)使用壽命。風(fēng)機(jī)情況大致相同。

這個(gè)廠的600 MW 4號(hào)燃煤發(fā)電機(jī)組，其凝結(jié)水泵流量大于機(jī)組所需最大凝結(jié)水流量，電機(jī)功率也大于凝結(jié)水泵最大輸出功率，運(yùn)行時(shí)采用調(diào)節(jié)氣動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)控制凝結(jié)水流量，發(fā)電機(jī)組在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水泵效率較高；而機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)調(diào)門(mén)長(zhǎng)期固定在 20%～40%開(kāi)度，氣動(dòng)調(diào)門(mén)在30%～60%開(kāi)度調(diào)節(jié)，凝結(jié)水泵效率很低，浪費(fèi)了電能。

另外，氣動(dòng)調(diào)門(mén)動(dòng)作遲緩故障較多，不能適應(yīng)長(zhǎng)期頻繁調(diào)節(jié)，一直不能正常投入自動(dòng)運(yùn)行；凝結(jié)水泵在工頻啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)受到的機(jī)械、電氣沖擊較大，經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子鼠籠條斷裂事故。

二、凝結(jié)水系統(tǒng)變頻改造設(shè)計(jì)方案

電氣一次回路按“一拖二”方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)1臺(tái)凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行，另1臺(tái)凝結(jié)水泵工頻備用，并可切換。

三、控制方式

a.正常運(yùn)行控制：變頻泵單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，利用高壓變頻器對(duì)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)去控制除氧器水位。

b.凝結(jié)水泵在變頻運(yùn)行中跳閘，切換為工頻運(yùn)行時(shí)：電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)按照最大速率關(guān)到一定開(kāi)度后，運(yùn)行人員根據(jù)當(dāng)時(shí)負(fù)荷和除氧器水位手動(dòng)調(diào)整氣動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)開(kāi)度，保證除氧器不發(fā)生滿水或缺水。

四、改造后效果

a.機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)：凝結(jié)水泵處于變頻運(yùn)行方式下，維持在30-40HZ，節(jié)約了大量電能。

b.機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)：上水調(diào)門(mén)全開(kāi)，變頻裝置根據(jù)機(jī)組負(fù)荷調(diào)整凝結(jié)水泵，維持在40-50HZ，變頻調(diào)節(jié)響應(yīng)速度很快，水位調(diào)節(jié)品質(zhì)有了很大的提高。

c.單臺(tái)凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行遇故障跳閘：聯(lián)鎖啟動(dòng)備用泵。

五、效益分析

a.直接經(jīng)濟(jì)效益。該廠電氣及熱力試驗(yàn)專業(yè)人員選取 5種具有代表性的負(fù)荷分配各 1段，基本涵蓋了該廠600MW機(jī)組中不同時(shí)期的負(fù)荷情況，使用功率測(cè)試儀表對(duì)凝結(jié)水泵在改造前后 5段的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)計(jì)算，日平均節(jié)約電能21225 kW·h，年平均節(jié)約費(fèi)用127萬(wàn)元，減少了廠用電消耗，降低了運(yùn)行成本。

b.間接經(jīng)濟(jì)效益。避免了凝結(jié)水泵在工頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊；電機(jī)低速運(yùn)行，減少了發(fā)熱老化，軸承磨損，從而降低了電機(jī)維護(hù)檢修成本；功率因數(shù)也由原來(lái)的0.80左右提高到0.88；采用變頻調(diào)節(jié)，其控制調(diào)節(jié)品質(zhì)好于調(diào)門(mén)調(diào)節(jié)，有利于 DCS對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的控制。

近年以來(lái)，該廠分別對(duì)2臺(tái)補(bǔ)給水泵及1臺(tái)灰漿泵的三臺(tái)0.4KV電機(jī)、4臺(tái)6KV送風(fēng)機(jī)、 4臺(tái)6KV引風(fēng)機(jī)和4臺(tái)6KV凝結(jié)水泵進(jìn)行了變頻改造，廠用電率明顯降低，并減小了補(bǔ)給水泵及灰漿泵閥門(mén)本體的磨損，降低了引風(fēng)機(jī)本體震動(dòng)及風(fēng)門(mén)、電除塵導(dǎo)流孔板、極線極板的磨損，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

此外，除供熱系統(tǒng)改造新安裝部分大量采用高壓變頻裝置控制水泵電機(jī)外，該廠仍有多臺(tái)大容量高低壓電機(jī)工頻運(yùn)行，其中1000KW以上20多臺(tái)，均可根據(jù)設(shè)備利用率、投資回收時(shí)效等參量進(jìn)行論證后，實(shí)施改造，利用變頻改造降低廠用電率，仍有很大空間。通過(guò)實(shí)踐證明：對(duì)工頻高壓電機(jī)的變頻改造，是發(fā)電廠節(jié)能增效的有效途徑?！?/p>

（編輯/劉佳）