北京利德華福高壓變頻器在300MW循環流化床機組變頻改造的應用

  摘要:循環流化床作為一種清潔高效燃燒技術在國際上被廣泛認可。循環流化床是采用流態化的燃燒,具有燃燒適應性廣、燃燒效率高、高效脫硫、氮氧化合物排量低、負荷調節范圍大等特點,屬于環保型鍋爐。本文介紹利德華福高壓變頻器在廣東韶關坪石電廠300MW循環流化床機組的應用情況。使用結果表明,采用HARSVERT-A高壓變頻器對一次風機、二次風機、流化風機進行調速改造,具有很好的節能效果。

  關鍵詞:循環流化床、一次風機、二次風機、流化風機、密閉冷卻、節能。

  一、 引言

  坪石發電廠位于廣東省北部,韶關市坪石鎮。電廠擴建2臺300MW機組,#4機組于2009年10月投入運行以來情況良好,變頻器運行穩定。

  目前高壓變頻器技術已經成熟。但是如果采用原來的傳統做法,即風機以定速方式運行,通過風機擋板來調節風量和風壓,其主要弊端主要表現為:

  ◆調節擋板前后壓差增加,工作安全特性變壞,壓力損失嚴重,造成能耗增加;

  ◆風機定速運行,擋板調整節流損失大,出口壓力高,系統效率低,造成能源的浪費;

  ◆風道壓力過高,威脅系統設備密封性能;

  ◆長期的40-70%開度,加速擋板自身磨損,導致擋板控制特性變差;

  ◆設備起動沖擊電流大,需增加配電設備容量而增加投資;

  風機系統中流量的調節如果采用改變檔板開度的方式,那么就在檔板上產生附加的壓力損失,因而消耗了大量能源。所以采用變頻調速技術來控制風機系統,不僅可以節約能源,而且其控制精度高而使系統運行更加合理可靠。

  二、 工藝介紹

  燃料由給煤機送入爐膛。一次風由鍋爐底部送入,主要用于維持燃料粒的流化。二次風沿燃燒室側壁多點送入,主要用于增加燃燒室的氧量,提高燃燒效率。燃燒后的大量顆粒隨煙氣進入旋風分離器,與煙氣分離;分離出來的顆粒經回料閥回到燃燒室繼續燃燒;分離出來的煙氣則經過除塵器除塵后,由引風機引入煙囪排出。

  與常規煤粉爐相比,循環流化床鍋爐配置的風機壓頭較高。由于其獨特的燃燒特性,與傳統的煤粉爐相比,循環流化床鍋爐對風量、風壓的控制有更高的要求:為了保證鍋爐燃燒的經濟性,當燃料量改變時,必須相應地調節送風量,使之與燃料量匹配。為了保證鍋爐運行的安全性,必須使引風量與一次風量相配合以保證爐膛壓力在正常范圍內。通過一次風量及風壓的調節以保證爐膛內物料的正常流化。

  三、 現場變頻器使用情況

  坪石電廠#4、#5機組改造變頻運行的負載有:一次風機、二次風機、流化風機。變頻器均采用一拖一手動旁路的方案。正常生產時,2臺一次風機和2臺二次風機均運行,3臺流化風機中2臺運行,1臺備用。

  下表為單臺機組使用變頻器的情況:

  

  四、冷卻系統方案

  如何解決高壓變頻大功率設備的發熱問題,是非常重要的,將直接影響到設備的長期可靠運行。因為一次風機和二次風機容量較大,發熱量高,如果采用空調冷卻,存在臺數多、占地大、造價高、常年運行耗電巨大造成二次耗能。因此,根據多年現場應用經驗,采用空-水冷系統。該系統能夠保證變頻器房間始終保持25~40度運行環境,大幅度降低濾網更換周期,減小維護量。

  單臺設備空水冷卻圖,如下:

  

  使用空水冷系統最大優點是能保證變頻器運行的環境。使用空水冷后,變頻器房間跟外界空氣沒有直接交換。因為變頻器內部有大量精密電子元器件,其運行環境好,對其運行穩定性有很大幫助。而且空水冷系統制冷效果好,對模塊內電容壽命有很大的提高,相應變頻器的壽命也能延長。雖然空水冷系統一次性投入比裝空調大,但是后期運行成本很低,能很快收回成本。屬于性價比很高的一種制冷方式。

  五、 變頻前后耗電情況對比

  一次風機、二次風機及流化風機改造后,運行負荷在300MW的工況下,實際參數如下:

  

  以#4機組1月發電情況來測算:機組月運行小時數720小時。負荷按300MW來計算,實際肯定會小于300MW,節電空間會更大。

  單臺一次風機減小功耗為:

  單臺二次風機減小功耗為:

  

  廣東地區上網電價按0.496元/KWh,每小時約合人民幣為:

  (2×673.4KW+2×390.7KW)×0.496元/KWh=1055.6元/h

  當月每臺機組節約電費約合:

  1055.6元/h×720h=76萬元

  從上述數據看出,機組負荷越小,采用變頻調速節能效果會更明顯。

  六、結論

  北京利德華福生產的高壓變頻器已經在多家電廠、水泥廠、鋼鐵廠、礦井的風機和水泵中得到實際應用,并取得很好的運行效果和節能效益。由于循環流化床燃燒介質多樣性,電機選型比煤粉爐偏大,實際節能效果比煤粉爐明顯。而且循環流化床鍋爐包含大量能改造高壓變頻調速的電機。因此,將高壓變頻器應用于循環流化床鍋爐,對于降低損耗、節約能源,提倡低碳經濟,具有十分重要的意義。

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