一、 項(xiàng)目背景：

　　 四川華鎣山電廠為西南地區(qū)小型火力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量30萬KW，其中1號和2號機(jī)組為5萬KW機(jī)組，3號和4號機(jī)組為10萬KW機(jī)組。由于西南地區(qū)水利資源比較豐富，一般保證水力發(fā)電，四川華鎣山電廠的火電機(jī)組平常一般承擔(dān)調(diào)峰發(fā)電任務(wù)，僅在枯水季節(jié)承擔(dān)一定量的基本負(fù)荷。

　　 由于電廠發(fā)電機(jī)組經(jīng)常處于調(diào)峰運(yùn)行狀態(tài)，對鍋爐的風(fēng)煙系統(tǒng)而言，引送風(fēng)機(jī)擋板開度一般只能達(dá)到50%左右，因?yàn)閾醢褰亓髟斐闪舜罅康哪芰繐p失。同時(shí)調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)啟停次數(shù)增加，而高壓電機(jī)的頻繁啟動，直接導(dǎo)致電機(jī)及機(jī)械的使用壽命減少，引起維護(hù)工作量和成本大大增加。

　　 另一方面，為了從發(fā)電系統(tǒng)的安全性考慮，引送風(fēng)機(jī)一般按甲乙雙側(cè)進(jìn)行配置，一旦單邊設(shè)備故障退出運(yùn)行，仍可由另一側(cè)輔機(jī)繼續(xù)工作，以維持發(fā)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行，減少停機(jī)停爐損失。同時(shí)在輔機(jī)設(shè)備選型和容量設(shè)計(jì)上，單側(cè)風(fēng)機(jī)具備讓發(fā)電機(jī)帶75%負(fù)荷運(yùn)行的能力，兩側(cè)風(fēng)機(jī)在發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，也具有50%的容量冗余。

　　 目前，華鎣山發(fā)電廠的廠用電約占到發(fā)電量的8%，其中引送風(fēng)機(jī)的用電就達(dá)到2.5%以上。為了適應(yīng)機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的特點(diǎn)，降低廠用電率指標(biāo)，電廠從去年開始就積極尋求新設(shè)備新技術(shù)來對原有機(jī)組進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、增強(qiáng)自身的市場競爭能力的目的。由于引送風(fēng)機(jī)為高壓電機(jī)，單機(jī)容量較大，運(yùn)行時(shí)間長，耗電量也較多，節(jié)電潛力巨大，電廠決定對4號爐的引送風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造。

　　 4號爐的引送風(fēng)機(jī)變頻改造項(xiàng)目從去年開始立項(xiàng)，2001年5月進(jìn)行正式招標(biāo)，有SIEMENS、ABB、AB、ROBINCON以及國內(nèi)多家廠商參與投標(biāo)。評標(biāo)小組經(jīng)過多方調(diào)研和評審論證，最后決定采用北京利德華福技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的HARSVERT-A系列變頻器，進(jìn)行風(fēng)機(jī)的調(diào)速改造。

二、 設(shè)備概況：

　　 華鎣山發(fā)電廠4#機(jī)組為國產(chǎn)100MW機(jī)組，于1983年投產(chǎn)，其引、送風(fēng)機(jī)主要參數(shù)情況如下：

(1)引風(fēng)機(jī)
　　　 型 號： Y4—73-11N0：28D
　　　 風(fēng) 量： 455000m3／h
　　　 風(fēng) 壓： 401mmH20
　　　 電機(jī)型號： Y800-8／l180
　　　 額定功率： 800kW
　　　 額定電壓： 6kV
　　　 額定電流： 93.4A
　　　 額定轉(zhuǎn)速： 741 rpm (2)　送風(fēng)機(jī)
　　　 電機(jī)型號： JSQl512—6
　　　 額定功率： 780kW
　　　 額定電壓： 6kV
　　　 額定電流： 88.5A
　　　 額定轉(zhuǎn)速： 978rpm

三、 HARSVERT-A變頻器的性能：

　　 華鎣山發(fā)電廠4號機(jī)組引送風(fēng)機(jī)共四臺，采用4臺HARSVERT-A06/105變頻器進(jìn)行調(diào)速控制。變頻器為直接高-高方式的電壓源型，外加工頻旁路切換開關(guān)。變頻器的主要性能指標(biāo)如下：

　　　 變頻器容量 　　　　　1090KVA
　　　 額定輸出電流 　　　　105A
　　　 輸入頻率 　　　　　　45Hz到55Hz
　　　 額定輸入電壓 　　　　6000V
　　　 允許電壓波動 　　　　±10%
　　　 輸入功率因數(shù) 　　　　≥0.96（大于20%負(fù)載時(shí)）
　　　 輸出頻率范圍 　　　　0Hz到50Hz（即：調(diào)速范圍0～100%）
　　　 變頻器效率 　　　　　≥98%（不含輸入變壓器）
　　　 輸出頻率分辨率 　　　0.01Hz，無級調(diào)速
　　　 過載能力 　　　　　　120%一分鐘，150%立即保護(hù)

　　 為了適應(yīng)電廠設(shè)備運(yùn)行安全性及工藝需要，變頻器除了滿足以上基本性能指標(biāo)要求外，還具有如下功能：

　　 風(fēng)機(jī)變頻改造后，既可以變頻調(diào)速運(yùn)行，也可以直接投工頻運(yùn)行；
　　 變頻器輸入的6KV、10KV主電源掉電時(shí)，3秒內(nèi)變頻器不會停機(jī)，可以滿足電廠引送風(fēng)機(jī)電源母線切換的需要；
　　 為變頻器提供的220V控制電源掉電時(shí)，由于變頻器的控制電源和主電源沒有相位及同步要求，變頻器可以用UPS供電繼續(xù)運(yùn)行，不會停機(jī)；
　　 在現(xiàn)場DCS速度給定信號掉線時(shí)，變頻器提供報(bào)警的同時(shí)，可按原轉(zhuǎn)速繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，維持機(jī)組的發(fā)電工況不變；
　　 變頻器配置單元旁路功能，在局部故障時(shí)，變頻器可將故障單元旁路，降額繼續(xù)運(yùn)行，減少風(fēng)機(jī)突然停機(jī)造成的損失。保留原電機(jī)繼續(xù)使用；
　　 不改變原有風(fēng)機(jī)設(shè)備任何基礎(chǔ)；
　　 和電廠的DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫接口；

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四、 項(xiàng)目實(shí)施情況：

五、 引送風(fēng)機(jī)變頻改造后的節(jié)能情況：

　　 下表列出4號爐不同負(fù)荷下，引送風(fēng)機(jī)在改造前后的從高壓開關(guān)測得的電流值（用戶提供）：

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從表中數(shù)據(jù)看出：發(fā)電機(jī)調(diào)峰越厲害（負(fù)荷越?。?，和原來相比，改造后電流下降越多。即使在4號機(jī)組滿負(fù)荷的情況下，引送風(fēng)機(jī)的電網(wǎng)側(cè)總電流仍然比改造前下降了46%。

　　 以下一組數(shù)據(jù)是4號爐改造前的6月份及改造后的10月份發(fā)電量及其送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)電耗情況對比：

其中：
　　 6月份4號機(jī)組發(fā)電量為：2778萬度。其引送風(fēng)機(jī)總耗電量為: 288360+414540=702900度，占4號機(jī)組發(fā)電量的2.5%。
　　 10月份4號機(jī)組發(fā)電量為：2148萬度。其引送風(fēng)機(jī)總耗電量為:107340+193680=301020度，占4#機(jī)組發(fā)電量的1.4%。
　　 改造前后，單位發(fā)電量的引送風(fēng)機(jī)總耗電量下降了44%。

六、 效益分析：

　　 從節(jié)電的角度考慮，因節(jié)電而直接帶來的經(jīng)濟(jì)效益與機(jī)組的年運(yùn)行時(shí)間、平均負(fù)荷率、電費(fèi)水平等因素有關(guān)。假設(shè)4#機(jī)組的年運(yùn)行時(shí)間為6000小時(shí)，平均負(fù)荷率80%，廠用電為0.37元每度，引送風(fēng)機(jī)總耗電在變頻改造前后分別占4#機(jī)發(fā)電量的2.5%和1.4%，則：

　　 改造前每年4號機(jī)組發(fā)電量為100000×0.8×6000=48000萬度，引送風(fēng)機(jī)總耗電為48000×2.5%=1200萬度，改造后引送風(fēng)機(jī)總耗電為48000×1.4%=672萬度，改造前后引送風(fēng)機(jī)節(jié)約用電為1200-672=528萬度，折算電費(fèi)為195萬元。僅節(jié)約電費(fèi)一項(xiàng)，在2.5年內(nèi)就可以將4臺變頻器的投資收回。

　　 實(shí)際上，4號機(jī)組采用變頻調(diào)速改造后，由于對電機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動，對電機(jī)、風(fēng)機(jī)、擋板、高壓開關(guān)等設(shè)備以及電網(wǎng)的啟動沖擊大大減少，它們的使用壽命得以延長，可以大幅度節(jié)省這些設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。另外，變頻器高精度寬范圍的無級調(diào)速功能，不僅全面滿足了電廠峰荷動態(tài)調(diào)節(jié)的需要，而且變頻器屬于高度智能化的新型高科技設(shè)備，與電廠DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的無縫連接，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)組自動化水平，大大改善了電廠的工作和生產(chǎn)環(huán)境。

　　 總之，HARSVERT-A變頻器在華鎣山發(fā)電廠4號爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的調(diào)速改造中應(yīng)用是相當(dāng)成功的。該系列變頻器的先進(jìn)性、可靠性已得到許多工業(yè)應(yīng)用的證實(shí)。在電力行業(yè)，對于許多高壓大功率的輔機(jī)設(shè)備推廣和采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)，不僅可以取得相當(dāng)顯著的節(jié)能效果，是電廠節(jié)能降耗的一個(gè)有效的途徑，而且也得到國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，代表了今后電力行業(yè)節(jié)能技改的方向，目前電力行業(yè)越來越多的人員對此都已形成廣泛共識。