发电厂辅机电动机变频调速节能方案探讨

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1、发电厂辅机电动机变频调速节能方案探讨作者:佚名发布时间:2004-6-10ExplorationoftheEnergySavingPlanfortheHighPowerMotorVariableFrequencyAdjustingSpeedinthePowerPlant国家电力公司热工研究院徐甫荣崔力摘要:从火电厂窩床辅机电动机节能降耗的迫切性出发，指出变频调速节能的乜大潜力。根据经济性原则，提出了几种变频调速节能的实施方案，分析了其优缺点及适用范围。并对经济合理的电动机及供电电网的电压等级提出了看法。关键词:变频调速节能

2、方案，无刷双馈电机，完美无谐波变频器，多重化技术，多电平技术。1火力发电厂高压辅机电动机节能降耗的迫切性及调速节能的巨大潜力根据中华人民共和国国家标准GB12497-1995《三相界步电动机经济运行》的仃关规定，国家对【〔矿企业中大杲使用的三相界步电动机的经济运行捉“了更高的耍求。在火力发电厂中，辅机电动机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家，竞价上网等政鋒的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本提髙电价竞争力，已成为各火力发电厂努力追求的经济目标，要求越來越迫切。泵打风机在国民经济各部

3、门的数量众多，分布面极广，耗电量戸犬。据有关部门的统计，泵与风机的耗电最约占全国电力消耗总最的40%左右。H前,泵打风机运彳J沖还冇很人的节能潜力，其潜力控掘的主要方向是提高泵与风机的运行效率。据估计，提高泵系统和风机系统运行效率的节能潜力达200〜400亿kWh,相当于4〜8个装机容量为1000MW级的大型火力发电厂的发电总量。在火力发电厂中，泵与风机也是最主要的耗电设备。据统计，截止到1994年底,全国火力发电厂下述八种泵与风机:送风机、引风机、…次风机、排粉风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵、灰浆泵配套电动机的总容

4、屋为12829MW,年总用电量为450.2亿kW・h,占1994年全国火力发电量的5.8%°调查结杲农明:火电厂上述泵打风机的节能潜力巨大，还有总容量约为3913MW的泵与风机需耍进行节能改造，完成这些改造后，估计年节电量可达25.69亿kW・h。需要改造的100MW以上机组的风机、水泵达2469台。由电力拖动原理可知，风机和水泵类负载属平方转矩负载:即电动机轴上的转矩与其转速的平方成正比(即Jl/J2=knl/n2)o按照流体机械的相似规律，当风机的静压等丁-零或水泵的静扬程等J：零时，风机与水泵的流量与转速成正比，其出

5、口压强与转速的平方成正比，而电动机轴功率则与转速的立％成正比:••,>O如果流就下降到额定流就的80%的话，电动机轴功率将下降到额定值的51.2%;如果流杲下降到额定流呆的60%的话，那么轴功率将下降到额定值的21.6%。当然，实际上还耍考虑到调速装置本身的损耗等因素，即使如此其节电效杲也是十分可观的。可见，风机、水泵采用调速驱动是一种非常冇效的节能方式，因为人多数风机和水泵都需要根据发电机组负荷的变化调节流虽，对J：调峰机组则尤其如此。为这类机组配套的各类风机、水泵均总采用调速驱动，以获得最佳节能效果。国外火电厂的风机和

6、水泵已纷纷增设调速装置，而H前我国火力发电厂中除少最采用汽动给水泵，液力耦合器和双速电机外，其他各种风机和水泵毘本上都采用定速驱动。这种定速驱动的泵,由于采用出口阀,风机则采用入口调节门调节流量，都存在节流损失,而且在变负荷时风机和水泵的运彳J偏离高效点，使运行效率降低。调查表明，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占20%。由于目前普遍的机组负荷偏低，则风机的效率就更低，甚至不到30%,门门地浪费掉人量的电能，已经到了非改不可的地步。经试验证明，对丁•风机和水泵类负载，味用转速调节可以

7、节电20%〜50%o同时，采用变速调节，还可有效地减轻叶轮的濟损，延长使用寿命，降低噪音，并能大大改善起动性能。另外-匸程上对风机水泵口动控制性能的改迪的需要也是1-分迫切的，例如锅炉风机的自动控制，可以人幅度的改善炉内燃烧工况，从而节煤、节水，节省这些物料的运送，处理能量等。工艺务件的改善能够创造巨大的经济效益，不是简单地局限在节能的范围，人们会很快认识到这一点的。2变频调速的优越性和存在的问题近年来，随着大功率开关器件和交流调速技术突飞猛进的发展，使发电厂辅机电动机釆川变频调速方式成为可能。变频调速属髙效调速方式，可使

8、谦速系统的效率提高到90%以上，从而为电厂节能降耗开辟了」条极好的途径。农1给出了风机、水泵电动机在不同调速方式下的典型功率损耗数据，山表1可见：⑴不同调节方式的功率损耗和节电效果羞异很大。例如，在80%额定流就下运行时，如果采用出II阀门调节方式的耗电疑为1()0%的话，则采用液力耦合器等冇转菲损耗的