一、 用户概述 乌达电厂隶属于中国华电集团公司,现有2×150MW火力发电机组,属于热电联产机组,于2005年3月、6月正式发电投产,未来还将新建2×600MW热电联产机组。乌达地区盛产煤矿,该区域电厂发电成本较低,效益显著。乌达热电厂目前锅炉的引风机采用液粘调速器、一次风机均采用风门挡板调节方式。由于液粘调速器效率低下,故障率高,维护复杂;风门挡板调节方式节流损失较大,现以锅炉的这两种风机为改造对象对其变频调速节能改造节电分析。 二、锅炉风机工艺 乌达热电厂锅炉分别配置引风机功率为1400kW两台,一次风机功率为1800kW两台。由于机组较小又属于热电联产,所以正常生产时,基本全天满负荷稳定生产运行无变化,只是在大小修时,会因为停炉而减负荷运行。电厂实行分时上网电价,峰价0.24元/kWh,谷价0.20元/kWh,均价0.22元/kWh。 锅炉( 145 MW负荷)风机运行数据 从上述表中可看出,由于上述风机电动机设计有一定裕度,风机风门开度较小有较大裕量,正常生产过程中,风门档板两侧必定形成较大的风压差,造成较大的节流损失。 2、变频改造系统描述 本次改造对上述风机进行变频改造,对一台风机新增一台高压变频器,即总共配置2台变频器,将变频器接入到原有的风机电机与高压开关柜中。正常情况下,每台变频器拖动单台风机电机运行,其接线图下图所示(图中QF为原高压开关)。 6kV
电源经变频装置输入
刀闸QS1到高压变频装置,变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机;6kV电源还可经旁路刀闸QS3直接起动电动机。进出线刀闸和旁路刀闸的作用是:一旦变频装置出现故障,即可马上断开进出线刀闸QS2,将变频装置隔离,手动合旁路刀闸QS3,在工频电源下起动电机运行。以上进线柜刀闸与变频装置配套供货。 注:QF保留用户原高压进线开关柜,QS1、QS2、QS3与变频器配套供货。进线柜的QS1、QS2机械互锁、防止误操作。 3、变频器的可靠性设计 火力发电厂的风机的运行可靠性对锅炉运行的影响至关重要,为此,变频器本体在设计上从以下几方面保障变频器的可靠运行。 (1) 变压器采用干式变压器并配置自控风冷 (2) 采用功率单元串联技术,用成熟的低压变频技术实现高压变频输出 (3) 采用特制的绝缘型材及
板材,充分保证绝缘要求 (4) 脉宽调制波形发生器采用FPGA硬件生成,避免了软件死机的缺陷 (5) 功率单元采用单元故障旁路措施,大大提高变频器的整体可靠性 (6) 控制与功率单元间采用光纤通讯,可靠性及抗干扰性大大提高 (7) 逻辑控制采用西门子PLC及触摸屏,极大提高了工作可靠性 (8) 功率单元电力电子器件采用进口品牌器件,并大裕量选型 (9) 单元柜采用独特的并联风道,配以德国原装进口风机 (10) 控制回路电源采用双电源,其中一路取自变频器主回路,可自动切换 (11) 控制回路及旁路回路均配置高性能UPS,保证掉电15分钟不影响正常工作 4、变频改造后生产工艺控制 正常时,在控制室通过调节高压变频器的目标给定频率(通过4~20mA信号输出到高压变频器)来调节风量。 异常时,即变频器出现故障而又无法自动排除时,变频器自动跳机,如为自动工频切换,则变频器内的操作为:QS2分真空接触器,QS3自动合真空接触器,变频器转为工频运行;如为手动工频切换,则QS2分闸后,送一跳闸信号至开关柜断路器DL,使DL联锁跳闸,同时输出一故障信号至中控室。 三、设备参数 1、电机
铭牌数据 (1)锅炉引风机 电机型号:YKK630-2-6 电机功率:1400kW 额定电压:6kV 额定电流:164.2A 功率因数:0.86 额定转速:990r/min 调节方式:液粘调速器(转速比为90%) 输入转速990 r/min,输出转速要求900 r/min左右 液粘调速器 型号:NT-14C 额定扭矩:14000NM 输入转速:1000 r/min 调速范围:30~100% (2)锅炉一次风机 电机型号:YKK630-4 电机功率:1800kW 额定电压:6KV 额定电流:206A 功率因数:0.86 额定转速:1495r/min 调节方式:风门(百叶窗式阀门,显示开度为45%,但有两片叶片已固定死全开)简单换算后开度为60% 出口流量:10万m3/h 额定出口流量:195751m3/h 入口流量:13万m3/h 出口风压:24153Pa