一、前言
火力發(fā)電廠既是電能生產(chǎn)企業(yè)，也是耗能大戶，要提高發(fā)電廠綜合效益，必須降低廠用電率和發(fā)電煤耗。由于電的能價(jià)比高，在資金有限的情況下，積極引進(jìn)節(jié)電項(xiàng)目能創(chuàng)造更大的效益。如大家所知，火力發(fā)電廠輔機(jī)出力隨發(fā)電機(jī)負(fù)荷的大小而變化，一次風(fēng)機(jī)、凝結(jié)水泵作為主要輔機(jī)，基本上采用控制擋板或閥門的開度來調(diào)節(jié)，而作為電動機(jī)消耗的能量變化則不大，以致于造成很大一部分能量損耗。改為變頻調(diào)節(jié)后，通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速控制壓力，實(shí)現(xiàn)調(diào)整需要，減少節(jié)流損失，最終達(dá)到節(jié)電目的。現(xiàn)以廣西來賓電廠變頻改造項(xiàng)目為實(shí)例，說明變頻裝置在電力行業(yè)技術(shù)改造中的廣闊應(yīng)用前景。
二、改造方案
現(xiàn)以一次風(fēng)機(jī)為例說明，為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，一次風(fēng)機(jī)采用一拖一方式，其原理圖如下：
高壓電源經(jīng)用戶開關(guān)柜QF到刀閘柜，經(jīng)輸入刀閘QS1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS2送至電動機(jī)；高壓電源還可經(jīng)旁路刀閘QS3直接起動電動機(jī)。進(jìn)出線刀閘QS2和旁路刀閘QS3的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開進(jìn)出線刀閘QS2，將變頻裝置隔離，手動合旁路刀閘QS3，在工頻電源下起動電機(jī)運(yùn)行。QF保留用戶原斷路器，QS1、QS2、QS3安裝在一個(gè)刀閘柜中與變頻裝置配套供貨。QS2與QS3之間通過機(jī)械閉鎖，防止誤操作。
三、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)分析
1）直接收益
廣西來賓共2臺300MW機(jī)組分別為3#與4#，其中每臺機(jī)組各配有2臺一
次風(fēng)機(jī)，2臺凝結(jié)水泵，2臺排粉風(fēng)機(jī)。
為了摸準(zhǔn)機(jī)組變頻改造前后的效益，我公司特排專人到廣西來賓電廠對3#機(jī)組進(jìn)行了改造后效益測試，測試參數(shù)主要為運(yùn)行電流。測試時(shí)將風(fēng)門全開，隨著機(jī)組負(fù)荷變化，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制機(jī)組需要的風(fēng)壓。本次測試選取了2個(gè)測試點(diǎn)：200MW、300MW。（詳見下表）
一次風(fēng)機(jī)參數(shù)節(jié)能計(jì)算
①電機(jī)參數(shù)：
電機(jī)形式
鼠籠式異步
電機(jī)型號
YFKK500－4
額定電壓
6 KV
額定功率
630 KW
額定電流
74.4 A
額定轉(zhuǎn)速
1480 r/min
功率因數(shù)
絕緣等級
F
防護(hù)等級
IP54
調(diào)節(jié)方式
液偶調(diào)節(jié)
②實(shí)際運(yùn)行參數(shù)：
當(dāng)發(fā)電負(fù)荷200MW時(shí)：液偶輸出轉(zhuǎn)速860. 7 r/min，電機(jī)電流33.86A
當(dāng)發(fā)電負(fù)荷300MW時(shí)：液偶輸出轉(zhuǎn)速912.27r/min，電機(jī)電流37.42A
③計(jì)算依據(jù)
根據(jù)液偶的輸入轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)速，可得節(jié)能率，為變
頻器效率損耗和液偶的損耗。
當(dāng)發(fā)電負(fù)荷在300MW時(shí)，
變頻改造前：
P前＝1.732×U×I×cosφ＝1.732×6kV×37.42×0.75＝292 kW
變頻改造后：
一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率＝（1480－912.27）/1480－9％＝29.3％
考慮變頻器的損耗（一般4％左右）和液偶的損耗（一般5％左右）
節(jié)電功率ΔP＝P前×29.3％＝85.5KW
一次風(fēng)機(jī)年節(jié)約電費(fèi)為：
F=ΔP×6000×0.3618＝18.55萬元
另外，3＃機(jī)組一次風(fēng)機(jī)(6KV 630KW) 共2臺，即年節(jié)約電費(fèi)18.55萬元×2＝37.1萬元。
（年運(yùn)行時(shí)間按6000小時(shí)計(jì)算，電費(fèi)按0.3618元/KWh）
說明：以上節(jié)能是在不拆除液偶的情況下的節(jié)能計(jì)算。如果將液偶拆除，在電機(jī)和一次風(fēng)機(jī)之間直接用直軸連接，此種方式節(jié)能效果會更加明顯
④我們對3＃機(jī)組2臺凝結(jié)水泵(6KV1000KW)，2臺排粉風(fēng)機(jī)（6KV630KW）也做了節(jié)能計(jì)算，其中凝結(jié)水泵工頻功率為858KW，節(jié)能率為29.6％，年節(jié)約電費(fèi)55.15萬元×2＝110.3萬元；排粉風(fēng)機(jī)工頻功率為337KW，節(jié)電率為25%，年節(jié)約電費(fèi)18.3萬元×2=36.6萬元。
2）間接效應(yīng)
①變頻改造后，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動，啟動電流小于額定電流值，啟動更平滑。
②電機(jī)以及負(fù)載轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)效率得到提高，取得節(jié)能效果。大大減少了對設(shè)備的維護(hù)量，節(jié)約了人力物力資源。
③由于電機(jī)以及負(fù)載采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，工作特性改變，設(shè)備工況得到改善，延長設(shè)備使用壽命。
④功率因數(shù)由原來的0.8左右提高到0.95以上，不僅省去了功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，而且減少了線路損耗。
⑤廠房設(shè)備噪聲污染將降低。
⑥負(fù)載改變頻后，由于變頻器采用單元串聯(lián)移相技術(shù)，因此在理論上可以消除35次以下諧波。由于實(shí)際制造工藝的限制，網(wǎng)側(cè)電壓諧波總含量可以控制在2％以內(nèi)，電流諧波總含量小于2％。延長了電機(jī)的使用壽命。
四、結(jié)論
來賓電廠變頻投運(yùn)以來，運(yùn)行良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，運(yùn)行電流明顯下降，調(diào)節(jié)范圍寬泛，具有明顯的節(jié)電效能，達(dá)到了預(yù)期的收益。
采用變頻技術(shù)降低電耗效果明顯，符合國家節(jié)能政策，達(dá)到了節(jié)約能源，降低廠用電的目的，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
