鍋爐發(fā)電機(jī)組節(jié)能技術(shù)探討

1、鍋爐發(fā)電機(jī)組節(jié)能技術(shù)探討鍋爐發(fā)電機(jī)組的節(jié)能技術(shù)探討循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機(jī)組廠用電率高達(dá)12左右，明顯地抵消了cfb鍋爐燃燒效率高、排放污染低、煤種適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)cfb鍋爐大型化的快速發(fā)展，廠用電率高的問(wèn)題越來(lái)越突出；假如不盡快解決這一問(wèn)題，則成為制約cfb鍋爐大型化發(fā)展的瓶頸。在設(shè)計(jì)上積極采用變頻調(diào)速技術(shù)（高壓變頻裝置及低壓變頻裝置）、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)技術(shù)，業(yè)主積極調(diào)研變頻等調(diào)速技術(shù)在電廠應(yīng)用中碰到的問(wèn)題及解決辦法，在設(shè)計(jì)階段抓好這些節(jié)能工作可使cfb鍋爐發(fā)電機(jī)組的廠用電率降到接近同類(lèi)型煤粉爐發(fā)電機(jī)組的程度。按135mw機(jī)組計(jì)每年因此可節(jié)約電量近3000萬(wàn)度，價(jià)值近千萬(wàn)元-

2、1變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用中的節(jié)能分析1.1變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r在電力生產(chǎn)中，泵與風(fēng)機(jī)類(lèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備應(yīng)用較多，其電能消耗和諸如閥門(mén)、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修費(fèi)用占到生產(chǎn)成本的725。隨著電力體制改革的不斷深入，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的不斷推廣，節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和電廠競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段之一。變頻調(diào)速技術(shù)順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的要求，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)節(jié)能降耗新時(shí)代。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速

3、技術(shù)的應(yīng)用一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式，使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無(wú)須任何改動(dòng)的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。選用變頻系統(tǒng)的同時(shí)可通過(guò)與dcs的智能接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的自動(dòng)控制。1.2變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能分析通常在電力生產(chǎn)中最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)閥門(mén)、風(fēng)門(mén)、擋板開(kāi)度的大小來(lái)調(diào)整泵與風(fēng)機(jī)類(lèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機(jī)都要按額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而運(yùn)行工況的變化則使得能量以閥門(mén)、風(fēng)門(mén)、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過(guò)程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)

4、備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用高居不下。風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)設(shè)備多數(shù)采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行，存在啟動(dòng)電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備，時(shí)常出現(xiàn)泵損壞同時(shí)電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器）易操作、免維護(hù)、控制精度高，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn)；因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開(kāi)始逐步取代風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)、液偶的控制方案。通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量q，壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系

5、：qn，hn2，pn3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門(mén)、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，設(shè)備運(yùn)行工況也將得到明顯改善。1.3與滑差調(diào)速相比滑差調(diào)速的控制方式比較典型可靠，但其存在著調(diào)速精度差、范圍窄、線(xiàn)性不好、能耗高等缺點(diǎn)，而變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)正好克服了傳統(tǒng)滑差調(diào)速系統(tǒng)的不足，具有效率高、無(wú)轉(zhuǎn)差損耗、調(diào)速范圍寬、特性硬、精度高、起制動(dòng)方便靈活、能耗小的特點(diǎn)，既具有交流感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又具有直流電機(jī)的調(diào)速性能，有非常顯著的可靠節(jié)能效果。與傳統(tǒng)的滑差電機(jī)相比變頻調(diào)速系統(tǒng)更有維護(hù)量小、啟動(dòng)電流小、系統(tǒng)功能較為完善、給操作

6、人員提供了便利等優(yōu)勢(shì)。2廣泛應(yīng)用高、低壓變頻技術(shù)生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等采用380v電機(jī)的設(shè)備可應(yīng)用低壓變頻技術(shù)進(jìn)行變頻調(diào)速。采用6kv電機(jī)的泵與風(fēng)機(jī)可應(yīng)用高壓變頻技術(shù)，可取得明顯效果。以大型440t/h級(jí)cfb鍋爐發(fā)電機(jī)組為例：可設(shè)計(jì)安裝多套高壓變頻裝置(如一次風(fēng)機(jī)6kv、1400kw，引風(fēng)機(jī)6kv、1250kw，二次風(fēng)機(jī)6kv、710kw，播煤增壓風(fēng)機(jī)6kv、250kw，凝聚水泵6kv、280kw，給水泵6kv、3400kw，循環(huán)水泵6kv、800kw)?？稍O(shè)計(jì)安裝多套低壓變頻裝置(4-6套計(jì)量皮帶給料機(jī)，5套羅茨風(fēng)機(jī)，1套石灰石加料機(jī)，2套冷渣機(jī)，2套點(diǎn)火增壓風(fēng)機(jī)，生活水泵、消防水

7、泵、除鹽水泵等水泵，2套點(diǎn)火增壓風(fēng)機(jī))。當(dāng)采用以上措施在發(fā)電機(jī)組正式投產(chǎn)后，廠用電率可下降到9以下，可與同類(lèi)煤粉爐的廠用電率相當(dāng)，這樣就有效地克服了c鍋爐廠用電率高的缺陷。實(shí)踐證實(shí)，變頻器用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場(chǎng)合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。3積極應(yīng)用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)技術(shù)近幾年內(nèi)反饋交流調(diào)速電機(jī)技術(shù)和控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，產(chǎn)品有大、中容量6kv、10kv電壓等級(jí)。斬波內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子（繞線(xiàn)式）感應(yīng)電流，從而控制轉(zhuǎn)子

8、輸出轉(zhuǎn)矩，達(dá)到調(diào)速目的。與變頻調(diào)速相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)接于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，工作電壓低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，且在低速下仍能保持較高的功率因數(shù)，效率較高；與傳統(tǒng)調(diào)速方法相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速時(shí)不用改變電機(jī)接線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，不需額外增加開(kāi)關(guān)，改善開(kāi)關(guān)運(yùn)行工況，對(duì)高壓電機(jī)具有重要意義；內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用逆變回路將轉(zhuǎn)子剩余能量反饋回電源系統(tǒng)，不消耗電能，效率特高。斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)改變傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)啟動(dòng)及流量調(diào)節(jié)模式，根據(jù)負(fù)荷情況降低流量的同時(shí)能夠降低電機(jī)輸出功率達(dá)到節(jié)能目的，并能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，取代風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)流量控制。通過(guò)傳感器將有關(guān)物理量送入微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)自

9、動(dòng)調(diào)速，并具有故障記憶知檢功能，能夠大大提高生產(chǎn)自動(dòng)化治理水平。通過(guò)對(duì)采用此種技術(shù)的電廠考察發(fā)現(xiàn)，斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)具有較好的節(jié)能效果，采用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)在調(diào)速工況下可節(jié)電40以上，實(shí)際使用證實(shí)可明顯減低諸多風(fēng)機(jī)、水泵的廠用耗電量,年節(jié)電顯著。早期設(shè)備元器件質(zhì)量有待提高，曾因元器件燒壞導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)，但調(diào)速系統(tǒng)停運(yùn)不影響電機(jī)正常運(yùn)行。近期設(shè)備此類(lèi)事故明顯減少，且該產(chǎn)品售后服務(wù)較好，事故發(fā)生后一天內(nèi)一般都能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)償維修?？偟目磥?lái)內(nèi)反饋交流調(diào)速電機(jī)技術(shù)和控制系統(tǒng)具有一定的先進(jìn)性，有很大的采用價(jià)值和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。4在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面降低廠用電耗-在設(shè)計(jì)初期應(yīng)仔細(xì)考慮降低廠用電耗方面的工作，cfb

10、鍋爐發(fā)電機(jī)組的廠用電水平就可接近煤粉鍋爐發(fā)電機(jī)組。在電廠設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)單位應(yīng)與鍋爐廠、輔機(jī)制造廠以及兄弟設(shè)計(jì)院進(jìn)行廣泛交流，討論諸如輔機(jī)容量選擇、系統(tǒng)配置、阻力計(jì)算等若干方面的問(wèn)題，為廠用電的降低打好良好的技術(shù)基礎(chǔ)。在風(fēng)機(jī)選型方面進(jìn)行優(yōu)化。先由鍋爐廠提出一個(gè)較準(zhǔn)確的阻力計(jì)算值（不含任何裕量），最后進(jìn)行整個(gè)煙風(fēng)系統(tǒng)阻力計(jì)算后，統(tǒng)一按大火規(guī)考慮其裕量，可避免重復(fù)計(jì)算裕量后帶來(lái)的風(fēng)機(jī)、偶合器及電機(jī)等不在高效區(qū)運(yùn)行的狀況發(fā)生，可有效降低電耗。同時(shí)應(yīng)注重大火規(guī)中循環(huán)流化床部分風(fēng)機(jī)的流量及壓頭裕量規(guī)定的遠(yuǎn)比常規(guī)煤粉爐送、引風(fēng)機(jī)規(guī)定的裕量大的多，應(yīng)進(jìn)行廣泛調(diào)查合理選擇，以便使風(fēng)機(jī)在高效區(qū)運(yùn)行。采用新型可靠的出

11、渣方式。將鍋爐廠習(xí)慣配套的風(fēng)水聯(lián)合流化床冷渣器改為滾筒式冷渣器或鋼帶式冷渣器，渣系統(tǒng)電耗可從330-400kw降至100-200kw，廠用電降低（節(jié)能效果）顯著。根據(jù)來(lái)煤細(xì)度決定是否需要粗級(jí)破碎，最好設(shè)計(jì)一級(jí)篩分系統(tǒng)，既保證了鍋爐的粒度要求，又有效地防止了過(guò)破碎，還在一定程度上降低了廠用電。在電廠總體布置上采取措施，降低能耗。在爐側(cè)就近布置渣庫(kù)，在兩爐之間布置石灰石粉庫(kù)，縮短輸送距離，降低電耗；一、二次風(fēng)機(jī)靠近空氣預(yù)熱器布置，降低了風(fēng)道阻力從而降低電耗；灰?guī)觳贾迷趶S區(qū)內(nèi)且距電除塵較近，大大降低氣力除灰系統(tǒng)的電耗。鍋爐制造廠的鍋爐本體設(shè)計(jì)對(duì)廠用電的影響較大。在設(shè)備招議標(biāo)時(shí)應(yīng)對(duì)比風(fēng)量、風(fēng)速等各種參數(shù)的差異并考慮對(duì)廠用電的影響。5結(jié)論循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機(jī)組廠用電率高達(dá)10-1