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合同能源管理(EMC)火電廠變頻節(jié)能改造成功案例

來(lái)源:仟億達(dá) 發(fā)布日期:2015-10-09 17:05:00 瀏覽:-| 加入收藏

變頻節(jié)能改造采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱CSML),由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接壓輸出,壓主回路與控制器之間為光纖連接,安全可靠,的故障報(bào)警保護(hù),有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能,保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)的安全可靠。

一、火力發(fā)電廠工藝流程

發(fā)電廠的發(fā)電工藝概可以分為:汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)。

其工藝流程圖如下:?

壓變頻節(jié)能.png

壓變頻節(jié)能2.png



1.汽水系統(tǒng)流程

凝汽器 凝結(jié)水泵 壓加熱器 除氧器

給水泵 壓加熱器 省煤器 水冷壁

汽包過熱器 汽輪機(jī)/中壓缸 再熱器

汽機(jī)壓缸 凝汽器

其示意圖如下:

壓變頻節(jié)能3.png

二、可改造設(shè)備:

鍋爐側(cè)的主要設(shè)備及系統(tǒng):給煤機(jī)、磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)

火檢冷卻風(fēng)機(jī)、爐水循環(huán)泵、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)。

汽機(jī)側(cè):凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵(或空冷風(fēng)機(jī))、給水泵、軸封系統(tǒng)、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、調(diào)速油泵,潤(rùn)滑油泵,冷油器,吸風(fēng)機(jī),磨煤機(jī)等

三、案例簡(jiǎn)介

1.概況

某發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺(tái)600MW臨界機(jī)組,配有沈陽(yáng)水泵廠生產(chǎn)的100%容量10LDTNA-6PC型凝結(jié)水泵四臺(tái),其設(shè)計(jì)性能參數(shù)如下:

型號(hào):10LDTNA-6PC設(shè)計(jì)流量:Q=1617m3/h

設(shè)計(jì)揚(yáng)程:H=393m轉(zhuǎn)速:n=1480r/min

設(shè)計(jì)效率η=84%

泵共6級(jí),首級(jí)葉輪為雙吸形式,導(dǎo)流器為螺旋形雙流道導(dǎo)流殼,5個(gè)次級(jí)葉輪為單吸同向排列的斜流泵結(jié)構(gòu)。配用2000kW電機(jī)。

2.現(xiàn)場(chǎng)工況及存在的問題

某發(fā)電有限責(zé)任公司一期投產(chǎn)的兩臺(tái)臨界600MW機(jī)組,由于凝結(jié)水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程余量較,調(diào)整門節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)壓降,額定負(fù)荷時(shí)調(diào)整門節(jié)流揚(yáng)程占整個(gè)泵揚(yáng)程的36.06%,負(fù)荷時(shí)節(jié)流更加嚴(yán)重,為此進(jìn)行了變頻改造,安裝了一臺(tái)變頻器,正常時(shí)一臺(tái)泵變頻運(yùn)行,另一臺(tái)泵工頻備用。為探討定速凝泵如何進(jìn)行節(jié)能改造,改變頻凝泵是否還需進(jìn)行節(jié)能化以進(jìn)一步降凝泵耗電率,某發(fā)電有限責(zé)任公司與科研單位合作在我國(guó)共同對(duì)10LDTNA-6PC型凝泵進(jìn)行節(jié)能化改進(jìn)研究,以進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力。為了科學(xué)的制定改進(jìn)方案,首先對(duì)凝結(jié)水泵及其系統(tǒng)進(jìn)行了周全的節(jié)能化診斷測(cè)試。

其測(cè)試項(xiàng)目如下:3A凝泵工頻運(yùn)行工況下的性能測(cè)試;機(jī)組額定負(fù)荷時(shí)凝結(jié)泵管道阻力測(cè)試;系統(tǒng)綜合參數(shù)測(cè)試;3A凝泵改前變頻運(yùn)行工況下性能測(cè)試。診斷測(cè)試結(jié)果見附表。

通過節(jié)能化診斷測(cè)試的結(jié)果分析可見,凝結(jié)水泵及系統(tǒng)存在著下列問題:

(1)配套性差,在工頻運(yùn)行工況下,凝結(jié)泵調(diào)整門節(jié)流壓降過,在額定負(fù)荷工況下調(diào)整門節(jié)流揚(yáng)程△H占整個(gè)泵的揚(yáng)程H比重為36.06%,節(jié)流損失很;

(2)泵效率較,只有77.79%,且性能與設(shè)計(jì)值81%相差較;

(3)改變頻轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)凝結(jié)泵振動(dòng),穩(wěn)定性差;

(4)制造工藝較差,有鑄造缺陷,蓋板內(nèi)側(cè)有蜂窩麻點(diǎn),流道光潔度差,且對(duì)稱性差。

3.KTC型壓變頻器原理及點(diǎn)

KTC系列壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱CSML),由若干個(gè)壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接壓輸出,壓主回路與控制器之間為光纖連接,安全可靠,的故障報(bào)警保護(hù),有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能,保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)的安全可靠。

采用功率單元串聯(lián),而不是功率器件串聯(lián),器件承受的電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓,器件不必串聯(lián),不存在器件串聯(lián)引起的均壓?jiǎn)栴}。直接使用壓IGBT功率模塊,器件工作在壓狀態(tài),不易發(fā)生故障。6kV變頻器共使用42對(duì)1200V壓IGBT,壓IGBT門驅(qū)動(dòng)功率較,驅(qū)動(dòng)電路非常簡(jiǎn)單,開關(guān)頻率很,不必采取均壓電路和浪涌吸收電路,系統(tǒng)效率,同時(shí)功率單元采用電容濾波結(jié)構(gòu),總體成熟可靠。變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運(yùn)行,變頻器的6kV主電源完全失電時(shí),變頻器可以在3秒內(nèi)不停機(jī),能夠周全滿足變頻器動(dòng)力母線切換時(shí)不停機(jī)的需要。

4.結(jié)論

凝結(jié)水泵節(jié)能改造一般有變頻和通流改造兩種途徑,某發(fā)電公司通過科學(xué)的分析,嘗試在一臺(tái)泵上同時(shí)進(jìn)行兩項(xiàng)改造并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在變頻改造的基礎(chǔ)上,3A凝泵進(jìn)一步實(shí)施通流改造比改前泵效率平均提了4%以上,每小時(shí)可節(jié)電85~130kwh,按平均每小時(shí)節(jié)電110kwh,年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算,每年可節(jié)電77萬(wàn)kwh;此外通過更換為關(guān)閉時(shí)間更短的電動(dòng)頭,實(shí)現(xiàn)了除氧器上水調(diào)節(jié)站旁路電動(dòng)門開啟運(yùn)行方式,平均每小時(shí)節(jié)電40~50kwh的,全年又可實(shí)現(xiàn)節(jié)電31.5萬(wàn)kwh。證明了凝泵變頻改造,再實(shí)施泵的通流部分改造的節(jié)電還是較明顯的,值得推廣應(yīng)用。

凝泵實(shí)施綜合改造變頻運(yùn)行工況下額定負(fù)荷時(shí),電功率只有1288kW,這對(duì)我們今凝泵節(jié)能化改進(jìn)、合理選擇變頻器的功率有指導(dǎo)意義的,通過凝泵周全節(jié)能化改進(jìn)的實(shí)施證明:對(duì)型調(diào)峰機(jī)組的定速凝泵的節(jié)能化方案,應(yīng)該是優(yōu)行凝結(jié)泵的節(jié)能化改進(jìn),解決泵本身的配套性和提運(yùn)行效率,再實(shí)施電機(jī)的變頻改造或同時(shí)進(jìn)行,這樣一方面減少變頻器的功率,可以節(jié)約變頻器的改造費(fèi)用;另一方面達(dá)到佳節(jié)能,假如按此方案實(shí)施,我公司變頻器的功率只需1550~1650kW,可降變頻器的改造費(fèi)用。此次改造對(duì)同類型機(jī)組有很的可借鑒性。


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在變頻改造的基礎(chǔ)上,3A凝泵進(jìn)一步實(shí)施通流改造比改前泵效率平均提了4%以上,每小時(shí)可節(jié)電85~130kwh,,每年可節(jié)電77萬(wàn)kwh;此外通過更換為關(guān)閉時(shí)間更短的電動(dòng)頭,全年又可實(shí)現(xiàn)節(jié)電31.5萬(wàn)kwh。

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