热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造分析
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热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造分析
发表时间:
2016-12-27T13:39:20.753Z 来源:《电力设备》2016年第21期 作者: 韩元
[导读] 文章以热电厂锅炉风机为研究目标,探讨热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造的需求、原理和方案。
(内蒙古电力科学研究院
内蒙古 010020)
摘要:风机是锅炉必不可少的配套设备,在热电厂中得到了大量应用,但是传统的风机在使用过程中,电子损耗十分严重,文章以热电厂
锅炉风机为研究目标,探讨热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造的需求、原理和方案。
关键词:锅炉风机;高压变频节能技术;节能改造
引言
随着社会的发展和科技的进步,我国在各行各业都取得了卓越的进步。然而在经济快速发展的同时,我们不能忽视对环境的保护。国
家和政府大力提倡节能环保措施,鼓励实施节能项目。而热电厂锅炉风机在使用中大多采用动叶调节或挡板式调节,在调节的过程中消耗
大量的电能、热能等,并对环境造成一定的破坏。因此,创痛的发展不符合现代社会的需求,而通过高压变频技术可以有效地提高设备的
运行效率,精确地调节风机的风量,从而减少能量的损耗,实现
“可持续发展”。本文对热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造进行了分析。
一、热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造需求
1
、热电厂锅炉风机原理
热电厂锅炉风机按照用途分为引风机、送风机和一次风机,一次风机是向锅炉里输送煤粉和空气,送风机是为了加强锅炉里煤粉的搅
动,并补充空气,使煤粉充分燃烧,调节锅炉负荷。而引风机则将废气吸出,保持锅炉内气压平衡,并通过吸出热空气维持锅炉内的温度
稳定。当锅炉的负荷需要增高时,控制程序是先调大风机的送风量,再加大煤粉输出量;当锅炉的负荷需要降低时,控制程序是先减少煤
粉输出量,再调小风机的送风量。
2
、热电厂锅炉风机现状
通过分析锅炉风机原理可知,随着锅炉负荷的变化,风机的调节较为频繁。而如今大部分锅炉风机是全频运行的模式,即无法改变风
机的运行功率,是在风机入口设置挡板或动叶调节,当需要对风量进行调节时,通过调节挡板开合度或动叶的增减来实现。这样的运行模
式,导致风机在进行调节时,很大一部分的风力被挡板消耗,甚至产生的回流风再次抵消掉一部分风力,造成电力的大量浪费。据统计,
锅炉风机的耗电量占热电厂总耗电量的
45%左右,而挡板调节的方式,使得锅炉高负荷时风机浪费的电力约为25%,锅炉低负荷时风机浪
费的电力达到了
75%。
二、热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造原理
1
、高压变频节能技术原理
所谓高压变频技术,是通过调节电压的输出,控制风机的实际功率,从而进一步控制风机的转速,调节风机风量,在风机中应用高压
变频技术,就可以使得入风口的挡板完全打开,利用变频技术从源头调节风机的风量输出。
风机的电机转速公式为:n=(1-s)n0,n0=60f/p。其中n为实际转速,n0为理论转速,s是转差率,f是电机的运行频率(60是60
s
),p是电机极对数。由转速公式可看出,在不考虑转差率s的情况下(s=0~0.05),电机的实际转速n=60f/p,即n与f是成正比例相关
的,
n的值会随着f的增加而增加,随着f的减少而减少,所以控制功率的输出,来调节f的值,就能够完成对电机转速n的调节。
2
、高压变频节能技术优点
高压变频节能技术的应用,能够避免风量因为挡板的损失,提高风机的工作效率,降低电力的消耗。比起挡板调节风量,利用高压变
频技术调节,在输送风量时更加精准,能够实现对锅炉负荷的精准控制。而且高压变频技术的应用,在风机启动时,能够对风机进行有效
保护。传统的全压启动方式,对发动机和风机都会产生极大的冲击力,容易引发故障,甚至设备损坏。而高压变频技术使发动机缓慢启
动,有效地避免了这个问题,极大地降低了设备故障率。
三、热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造方案
1
、高压变频器选型
高压变频器的选型需要考虑电压等级和投资成本的问题,如一台1120 kW功率的风机,选择60 kV电压等级的高压变频器显然就是不合
理的,既无法对高压变频器进行充分利用,又增大了投资成本,另外在选型时还需要注意谐波污染问题。综合分析热电厂的实际需求,对
比市面上的几种高压变频器型号(两电平型、多电平型、单元串联型等),选择单元串联型高压变频器是较为合适的。它采用的是近几年
新出现的一种拓扑结构电路,所具有的优点有:功率因素高、抗干扰能力强、谐波污染小、造价低、故障不停机等。
2
、对锅炉风机的高压变频调节技术改进
风机高压电机配电系统由一次系统和二次控制系统两部分组成。一次系统接到高压变频旁路柜的进线侧,再通过分合闸接到高压电机
上,从而实现高压变频系统的自动切换。高压变频二次控制系统是用来提升变频系统的自动控制程度,实现远程控制。
高压变频的设备需要通过吊车进行搬运,因其体积和重量较大,因此,在选择吊车时应该慎重考虑。在将设备移入配电室时,可以采
用滚轮式搬运方法。这种方法是在地板上放置滚轮,然后将设备放在滚轮上,随着轮子的转动而向前移动。因此在轮子的挑选上应该选择
那些能够承载设备重量且长度够长的滚轮。
3
、高压变频节能技术改造方案注意事项
3.1
高压变频器在接线时,一定要注意输入端和输出端的区别,不可接反,以免在风机使用时引发事故。
3.2
准确计算转子的临界转速,采取必要的技术保护措施,避免发生扭曲共振现象。
3.3
安装完毕后,检查变频器柜体是否做好了相关接地工作。
3.4
将预充电电源技术运营与风机启动模式中,避免全压启动对设备形成过大负荷。
四、总结
研究通过分析高压变频节能技术和发展现状,提出了相应的解决措施,促使热电厂锅炉风机高压变频技术得到发展,并实现国家提倡
的
“可持续发展”。虽然我国在这方面起步晚,发展时间较短,在技术上的时间还存在或多或少的问题,但是经过不断的学习和创新,我相信
随着时间的推移,在不久的将来,我们一定能克服这些困难,并创造出巨大的社会和经济价值,使得我国的高压变频技术得到质的飞跃。
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