摘要:本文结合VACON公司项目经验和VACON变频器产品特点,从投资维护成本,系统稳定性,节能效果等方面对火力发电厂锅炉风机控制的几种方式进行比较。
1 行业概诉
目前,在我国电源结构中,火电装机容量占74%,发电量占80%;水电装机容量占25%,发电量占19%;核电仅占1%左右。而火电厂的各类辅机设备中,风机,水泵类设备占了绝大部分,蕴藏着巨大的节能潜力。
2 风机的选择和应用
风机是火力发电厂重要的辅助设备之一,我国电站已经普遍采用了离心风机。以75(T/H)循环流化床炉为例,通常每台锅炉配备一台400kW引风机,一台315kW一次风机,一台250kW二次风机。由于锅炉在正常运行中的燃烧构成、热负载、电负荷以及季节等因数变化较大,因此,锅炉燃烧所需要的氧气在不同的情况下也相应有较大的变化。然而,锅炉配置的风机是按锅炉最大负荷情况下所需的最大风量设计的,并考虑到锅炉在事故状态下的风压、风量裕度,即相应的保险系数。根据我国现行的火电设计规程SDJ—79规定,燃煤锅炉的送、引风机的风量裕度分别为5%和5~10%,风压裕度分别是10%和10~15%,而实际设计中,风量和风压的裕度达20~30%是比较常见的。所以,风机电机功率的配置一般都比较大。
3 锅炉风机风量的控制方法
1、风门控制
锅炉风机的风量裕度通常都比较大,如果采用风门控制,风门挡风板的平均开度一般在50%左右,大量能源浪费在克服挡风板阻力上,风机效率下降。同时还会带来管网压力不稳定,难以精确控制,以及电机启动电流过大造成的对电机的损耗和电网冲击等其他问题。
2、液力耦合器控制
液力偶合器是一种耗能型的机械调速装置,调速越深(转速越低)损耗越大,特别是恒转矩负载,由于输入功率不变,功率损耗将随转速损失成比例增大。对于风机、泵类负载,由于负载转矩按转速平方率变化,则输入功率则按转速的平方率降低,损耗功率相对小一些,但输出功率是按转速的立方率减小,调速效率仍然很低。液力耦合器的平均调速效率在50%左右。
3、变频调速
变频调速是靠调节风机电动机转速来改变风机风量。按流体机械定律,风机轴功率P与转速n之间的关系如下所示: