1、改造方案
本次改造主要是根據(jù)企業(yè)電機系統(tǒng)設(shè)施的現(xiàn)狀和存在的問題，針對電廠系統(tǒng)特點，對#3、#4、#5、#6鍋爐引風(fēng)機、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機共計12臺(電機總裝機容量3900KW)6KV電機進行變頻節(jié)電技術(shù)改造，采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)工況需要，控制電機的轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)風(fēng)量的變化，以替代落后的擋板調(diào)節(jié)方式，以減少電能損耗。同時，風(fēng)量的變化由非線性改善為線性，使得爐膛的燃燒效能控制變得更及時、精確。從而達到節(jié)能降耗和提高自動化程度的雙重目的。本次節(jié)電技術(shù)改造新建一座高壓變頻室、增加變頻調(diào)速裝置12臺、DCS控制系統(tǒng)、、通風(fēng)系統(tǒng)及配電設(shè)施。
1.1變頻器選型
近年來已有很多大中型電廠采用變頻技術(shù)進行節(jié)電技術(shù)改造的實例，實踐證明不但節(jié)電效果明顯，而且提高系統(tǒng)的安全性，不存在運行風(fēng)險。此次節(jié)電技術(shù)改造設(shè)備選用原則，變頻技術(shù)先進，成熟可靠。選擇雷奇節(jié)能科技股份有限公司生產(chǎn)的LOVOL系列高壓智能節(jié)電裝置(變頻器)，該產(chǎn)品由移相變壓器，功率單元和控制器組成。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會引起電機的轉(zhuǎn)矩脈動，對電機沒有特殊要求。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下：
1.2電氣改造方案
采用一拖一自動旁路控制，實現(xiàn)變頻/工頻自動切換。旁路柜在節(jié)電器進、出線端增加了兩個隔離刀閘，以便在節(jié)電器退出而電機運行于旁路時，能安全地進行節(jié)電器的故障處理或維護工作。旁路柜主回路主要配置：三個真空接觸器(KM1、KM2、KM3)和兩個高壓隔離開關(guān)K1、K2。KM2與KM3實現(xiàn)電氣互鎖，當(dāng)KM1、KM2閉合，KM3斷開時，電機變頻運行;當(dāng)KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。另外，KM1閉合時，K1操作手柄被鎖死，不能操作;KM3閉合時，K2操作手柄被鎖死，不能操作。自動旁路控制結(jié)構(gòu)圖如下：
1.3系統(tǒng)控制方案
(1)本地控制：利用系統(tǒng)控制器上的鍵盤、控制柜上的按鈕、電位器旋鈕等就地控制。(2)遠程控制：變頻器與DCS系統(tǒng)連接，進行數(shù)據(jù)通訊，使運行人員通過DCS系統(tǒng)畫面對變頻器的工作電流，運行狀態(tài)及故障信息進行監(jiān)控，由DCS實現(xiàn)控制。
1.4系統(tǒng)散熱方案
設(shè)備自身發(fā)熱量較大，運行環(huán)境的溫度和濕度會影響設(shè)備的穩(wěn)定性及功率元件的使用壽命，為了使變頻器能長期穩(wěn)定和可靠地運行，采用室內(nèi)空調(diào)冷卻方式，滿足設(shè)備對溫度和濕度的要求。
2、變頻改造效果分析
2.1節(jié)電效果
節(jié)電改造前，鍋爐正常工況下引風(fēng)機檔板的平均開度在70-80%左右，二次風(fēng)機在35-45%左右。采用落后的檔板調(diào)節(jié)控制方式，用電量高居高不下，影響機組的經(jīng)濟運行質(zhì)量。本次節(jié)電改造于2012年10月安裝調(diào)試完畢，經(jīng)過一段時間的運行測試，以3#鍋爐引風(fēng)機為例，原工頻電流由平均49.5A下降到變頻后的36-39A，功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95左右。從12臺改造后的風(fēng)機運行情況看，完全能夠滿足鍋爐運行工藝的要求(主要是風(fēng)壓、風(fēng)量、加減風(fēng)的速率等)。運行后一年的電表數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過變頻改造后12臺風(fēng)機總計節(jié)電量為280萬KWh，比擋板調(diào)節(jié)控制方式節(jié)能率達到23%，節(jié)能效果十分顯著。并且電機在啟動、運行調(diào)節(jié)、控制操作等方面都得到極大的改善。
2.2其它效果
(1)采用變頻調(diào)速控制后，杜絕“大馬拉小車”現(xiàn)象，既提高了電機效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求;
(2)采用變頻調(diào)速控制后，由于變頻技術(shù)裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，功率因數(shù)由0.8左右提高到0.95以上，提高了有功功率，減少了設(shè)備和線路無功損耗;
(3)實現(xiàn)了電機的軟啟動，避免了對電網(wǎng)的沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命;
(4)減少風(fēng)機葉片和軸承的磨損，延長大修周期、節(jié)省維修費用。風(fēng)機、管網(wǎng)振動大幅減小，降低了噪聲對環(huán)境的影響;
(5)變頻器的過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能，使系統(tǒng)的安全可靠性大大提高;
(6)由于變頻器具有工頻/變頻自動切換功能，變頻器發(fā)生重故障時可在2-3秒內(nèi)切換到工頻運行，且在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)檢修維護或故障時，工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運行，滿足風(fēng)機系統(tǒng)對電機高可靠性運行的要求;
(7)實現(xiàn)了高壓變頻裝置與主控室DCS系統(tǒng)連接,DCS系統(tǒng)能夠滿足實時性的要求，經(jīng)過電廠運行的邏輯實現(xiàn)對變頻器的控制，對各種數(shù)據(jù)的分析和判斷，這也是電廠提高效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
3、結(jié)語
在發(fā)電企業(yè)中，風(fēng)機水泵類等高耗能設(shè)備較多，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)進行節(jié)能改造已經(jīng)逐漸被接受。實際運行中變頻器在經(jīng)歷了各種電氣、機械、環(huán)境溫度影響下動作迅速可靠，運行穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著，是一種理想的調(diào)速控制方式，經(jīng)濟效益及社會效益十分明顯。
