曲寨热电厂高压变频调速节能改造分析报告

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1、哈尔滨九洲电气股份有限公司曲寨热电厂高压变频调速节能分析报告哈尔滨九洲电气股份有限公司2010年3月哈尔滨九洲电气股份有限公司一、概述曲寨热电厂位于河北省鹿泉市曲寨村，发电厂50MW机组火力发电变频节能改造项目正在筹备中。发电厂希望采用EMC（合同能源管理）方式，我公司已对现场工艺、工况进行了解，对锅炉辅机的实际运行数据进行采集，该数据由发电厂现场工作人员提供，仅代表当前工况下的运行情况。我公司建议采用PowerSmartTM系列高压变频器作为辅机调速设备，不仅可以实现节能降耗，还可以降低厂用电率和发电成本，对增加电厂的经济效益意义重大。本次数据采集包括一次风机、二次风机、

2、1#引风机、2#引风机和给水泵及配套电机的铭牌参数和实际运行参数。一般情况下，风机变频调速之后的流量和转速成正比，压力和转速平方成正比，其内功率则和转速立方成正比，节能效果与风机调速后的转速成立方关系变化。这时风机的工况点基本上符合相似定律。但是,实际中却没有这样的节能效果。由于相似定律是研究、设计风机本身的规律，它是就风机而论风机的定律。对于工作在管道系统中的风机必须视具体工况进行分析计算，由于风机的入口和出口风压是否为大气压，直接关系到风机的轴功率变化。因此，风机的节能计算不能照搬照抄相似定律，风机的节能计算必须根据具体实际工况进行分析计算。也应当考虑变频调速之后风机的

3、效率、电动机的效率、变频器的效率等因素的影响。离心式风机与离心泵均属于平方转矩类负载，水泵要克服管网阻力，尤其是克服节流孔板和电动调节门的阻力。其服务扬程比较大，这时水泵的工况点已经不符合相似定律。对于工作在管网系统中的泵必须视具体工况分析计算。二、风机的运行特性1、工频运行特性1.1工频运行特性曲线pRapaARepeERbpbBηF1nQaQeQbQ图1---风机工频运行特性曲线1.2风机工频运行具有的特点图1中，F1为工频运行时的（Q-p）性能曲线，也是变频风机在50Hz下满负荷运行时的性能曲线。E点为工频运行时的额定工作点，即挡风板在某一固定位置时的工作点。A点为流

4、量小于额定流量时的工作点，即通过关小挡风板沿着（Q-p）特性曲线向左上方滑动的一系列的工作点；B点为流量大于额定流量的工作点，即挡风板开大直至全开，并且沿着（Q-p）特性曲线向左下方滑动的一系列工作点。请注意挡风板全开之后，应当防止电动机过载。哈尔滨九洲电气股份有限公司pa为流量小于额定流量时的风机出口全压；pe为额定流量时的风机出口全风压；pb为流量大于额定流量时风机的出口全风压。Re为额定流量时，即挡风板在某一固定位置时的管网阻力曲线；Ra为小于额定流量时，即关小挡风板之后的管网阻力曲线；Rb为大于额定流量时，即挡风板开大直至全开之后的管网阻力曲线。挡风板在不同的位置时

5、，Re，Ra，Rb实际是一系列曲线族。η1为效率曲线。从图1中我们可以看出，pa>pe>pb；Qaηb。在额定工作点运行时，风机的效率最高，等于定效率。在额定工作点以外的任何工作点的效率都小于额定效率。2、变频运行特性2.1变频运行特性曲pRapaARepeERbpbDBη1FGCη2F1HF3F2QaQeQbQ图2---风机变频运行特性曲线2.2变频运行时的特点F2、F3不仅仅是二条曲线，而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族，即工作频率不同，（Q-p）曲线就沿着管网阻力曲线向左下方滑动形成不同的（Q-p）曲线族。Fn变化时，工作点A、E、B、也

6、分别沿着管网阻力曲线Rb，Re，Ra变为C、D、F。效率曲线η1也随着向左推移，并且形成高效扇形区。因此，风机变频运行时，pb降为pc，pe降为pd或pg；pa降为pf。流量Qb减小到Qe；Qe减小到Qa；Qa变得更小。如果Fn变化时，把挡风板打开到某个固定位置，使管网阻力为Re，保持流量Qa不变，即Qa恒定。工作点A即压力pa降为pg。如果Fn变化时，把挡风板打开到最大位置，使管网阻力为Rb，分别保持流量不变，即Qa、Qe、Qb恒定。工作点A、E即压力pa、pe也分别降为ph、pc。Pb恒定不变。随着频率Fn的降低，当管网阻力一定时（假设为Re），变频运行风机的出口压力逐

7、渐降低为pd或pg，变频后流量从Qe快速减少为Qa，工作点G的所需要的扬程也随着降低。而频率增加时，风机的出口压力也上升，使流量Qa反而增加，直至到Qe。如果要继续增加流量，此时必须把挡风板全部打开，流量最大可以达到Qb，此时要防止工频泵过载。变频运行时，频率不能调的过低，因为过低的频率运行，将满足不了工艺要求。3、变频泵与工频泵并联运行时的特性3.1变频泵与工频泵并联运行特性曲线哈尔滨九洲电气股份有限公司图3--变频泵与工频泵并联运行特性曲线(1)F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵在50Hz下满负荷运行时的性能曲