风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究

作者简介：王贺岑 （(,&-+） ， 男， 河南内乡人， 工学硕士， 从事电站锅炉调试、 安全与经济运行、 节能监测等研究工作。
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风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究
单位 功 耗 随 机 组 负荷时风机运行效率在 .’4 左右， 负荷降低而降低；引风机采用工频入口挡板调节方 式运行， 引风机运行效率随机组负荷降低很快降低， 机组额定负荷运行引风机运行效率最高也只有 机组 (’4 额定负荷运行时引风机运行 3#2"34 左右， 效率仅为 "!234 ，风机单位功耗随机组负荷降低而 升高。 引风机工频调节方式运行的总功耗随机组 负荷的增加而缓慢增加， 机 组 负 荷 由 !(’ %& 升
表! 鹤壁某电厂 $ 号炉引风机节能对比试验结果
变频工况 项 目 工频工况
图!
不同调节方式时引风机单位功耗
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机组负荷 / #$
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图% 不同调节方式时送风机单位功耗
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风机输入功率 / &$ % ")%2" -!"2% )"32- % %’-2" ( 3%"2, ( "%’2" 运行效率 / +
我国火力发电厂锅炉风机耗电约占厂用电的
型变 频 器 ， 以 电 机 变 频 调 速 代 替 原 入 口 挡 板 调 节 方式。 新 乡 某 电 厂 * 号 炉 为 >2+&-) 3 (*)+H@() 型 ， 于 (,4, 年投运。 $ 台送风机为沈阳鼓风机厂制造的
$./0!)/ ， 其 运 行 调 节 方 式 多 采 用 挡 板 或 动 叶 调
节， 造成大量节流损失， 同时设备高速运行也使磨损 我国风机设备平均 严重。按 (,,. 年全国普查统计， 效率为 -./ ，而在系统中实际运行效率只有 !)/0 比 发 达 国 家 低 近 $) 个 百 分 点 ， 风机节能对降 *)/ ， 低厂用电率具有十分重要的意义。风机变频调速具 有节能效果显著、 调速范围宽、 调节精度高、 效率高， 对电网和电动机无冲击等优点。本文通过对新乡某 电厂 * 号炉 $ 台送风机、鹤壁某电厂 $ 号炉 $ 台引 风机、三门峡某电厂 $ 号炉 $ 台引风机等 & 台风机 的电动机变频改造实践，证明了风机系统经变频改 造运行， 性能可靠稳定， 能满 足 锅 炉 不 同 负 荷 需 要 ， 节电率最高可达 -./ 。
图!
风机节能效果对比试验点布置
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试验结果
锅炉 " 台风机均在工频入口挡板调节运行或变
频调节方式运行，分别按测试标准进行节能效果对 比测试。 三门峡某电厂 " 号炉引风机变频改造节能效 （!） 果对比试验， 机组运行工况和测试计算结果见表 !。 通 过 表 ! 试 验 结 果 可 看 出 ： 机 组 在 #’’ %&、 锅炉燃烧稳定且试验煤 "(’ %&、 !(’ %& 负荷运行， 质相近条件下， 引风机变频调节方式运行， 机组不同 表!
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引风机电机的供电装置经变频改造后，风机 运 行 效 率 提 高 到 -"+ 左 右 ； 而 未 改 造 前 风 机 运 行 效 率 最 高 仅 为 ’)+ ， 机 组 调 峰 低 负 荷 运 行 时 风 机 运 行 效 率 不 足 ,"+ 。电 功 率 消 耗 方 面 ， 在机组低负 荷运行时， 风机为低速档工频工况运行， 所消耗的 电 功 是 变 频 调 节 方 式 的 % 倍 ， 而 机 组 在 *)+ 额 定 负荷运行， 引风机则为高速档运行， 消耗电功是变 机组额定负荷运行， 引风机 频调节方式的 % 倍多； 变 频 调 节 方 式 运 行 比 工 频 调 节 方 式 运 行 节 电 ("+ 左右。
规程》 ， 在工频和变频 $ 种运行方式下分别进行机组
())/ 、 4)/ 、 .)/ 额定负荷等 ! 个负荷点的风机节能
效果对比试验。 在风机测量流量截面， 按网格法测量各点动压值， 测 同一点的 $ 次测量值偏差大于 $%./时则重新测量； 量静压及介质温度； 同时在风机入口调节门前和出入口 等 ! 个截面测量静压值及介质温度。测点布置见图 (。 通过测量 和 计 算 得 到 风 机 出 入 口 的 烟 气 温 度 、 密度、 流量、 全压等参数， 同时测量驱动电动机功率， 从而计算出不同工况下风机运行效率及风机单位功 耗和机组负荷的关系。
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中 国 电 力
至 !"" #$ ， 引 风 总 功 耗 大 约 由 % """ &$ 升 至
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送风机试验工况和测试计算结果
工频工况
变频工况
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节方式运行， 在不同锅炉负荷下单位功耗曲线见图 ! 。 在 机 组 负 荷 !"" #$、 %)" #$、 ()" #$ 下 ， 引 风 机 工频调节运行的单位功耗是变频调节方式运行单位 功耗的 (2!’ 、 (2*% 、 !23, 倍。可见，随着机组负荷降 低， 引风机工频调节方式运行节流损失显著增大。 机 引风机工频 运 行 方 式 消 耗 组在 )"+ 额定负荷运行， 电功率是变频调节运行消耗电功率的 , 倍，所消耗 的 电 功 率 将 近 *)+ 被 入 口 挡 板 调 节 的 节 流 损 失 而 消耗掉。 新乡某电厂 , 号炉送风机采用不同的调节 （% ） 方式运行， 在不同锅炉负荷下单位功耗曲线见图 , 。 在 机 组 负 荷 %"" #$、 ()" #$、 ("" #$ 下 ， 送 风 机 工频入口挡板调节运行的单位功耗是变频调节方式 可见， 随着机组 运行单位功耗的 (2)- 、 (2’3 、 %2", 倍。 负荷降低，送风机工频调节方式运行节流损失是增 引风机工频调节 大的； 机 组 在 )"+ 额 定 负 荷 运 行 ， 方式运行消耗电功率是变频调节运行消耗电功率的
试验依据 1N *&, — ,$ 《电站锅炉风机现场试验
锅炉， 于 (,,- 年 投 运 ， 锅炉引风机为沈阳鼓风机 为降低引风机 厂制造的 5*+$6-!+$7$4%. 8 型风机。 电耗，于 $))) 年 (( 月 0$))( 年元月 $ 号机组大修 中， 电 气 系 统 安 装 了 美 国 9:’;<:= （罗 宾 康 ） 公司 设计制 造 的 电 机 变 频 调 速 装 置 ， 引 风 机 的 控 制 方 式由原来的入口风门挡板调节改为变频调节方式 运行。 鹤 壁 某 电 厂 $ 号 炉 系 >2+&-) 3 (!%-+?@() 型 锅炉， 设计燃用鹤壁贫煤， 于 (,,$ 年投运， 引风机为 成 都 电 力 机 械 厂 制 造 的 5*+$6&)7$4%. 8 型 双 速 风机。引风机 节 能 改 造 项 目 ， 是河南电力系统引进 美 国 A+’ 公 司 的 中 压 变 频 调 速 装 置 ’BCCDEFG (..收稿日期： $))(+()+$. ；修回日期： $))(+((+)4
中 国 电 力 ONO<"9;< ?:HO9
风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究
王贺岑， 邹文华， 马淮军， 刘江涛， 许明峰， 韩
（河南电力试验研究所， 河南 郑州
平
*.)).$ ）
摘
要：在机组不同负荷下，通过风机工频和变频运行方式特性试验，定量地说明了风机变频改造的节能
效果。河南 ! 家电厂风机变频改造后运行实践表明风机变频调节方式运行，性能稳定可靠，能满足机组各 种负荷需要；对风机变频器运行测试结果显示风机变频改造后运行中产生的谐波量较少，未对电厂一、二 次系统产生明显影响，符合有关国标要求。 关键词：风机；调节；节能；变频器；谐波 中图分类号： "#$$!%$& 文献标识码： ’ 文章编号： ())*+,&*, （$))$ ） )$+))-)+)*
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