隨著國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,對于電力的需求日益增加,全國電力工業(yè)一直保持著快速增長的勢頭。截至2006年底,我國電力工業(yè)全國發(fā)電裝機容量達到6.22億千瓦,同比增長20.3%。火電達到4.84億千瓦,約占總?cè)萘?7.82%,同比增長23.7%;而這一數(shù)字到2007年底已經(jīng)達到了7.13億千瓦,預(yù)計到今年年底,全國電力裝機容量將突破8億千瓦,而其中火電機組將占到78%[1]。
隨著大批電源項目的相繼建成投產(chǎn),電力供需形勢進一步緩和,發(fā)電設(shè)備利用小時數(shù)大幅回落。從2006年開始,全國加快電源結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)化節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟調(diào)度,加大科學(xué)、精細(xì)和對標(biāo)管理實施力度,電力行業(yè)節(jié)能降耗取得持續(xù)進展。2006年全國供電煤耗為366克/千瓦時,比2005年降低4克/千瓦時;電網(wǎng)輸電線路損失率比去年減少0.1個百分點,降為7.08%。
由于電力生產(chǎn)的特殊性,決定了電力生產(chǎn)系統(tǒng)中的各種設(shè)備需要根據(jù)最大生產(chǎn)能力來進行配置,而不能根據(jù)平均的電力需求配置系統(tǒng)[2]。在電力生產(chǎn)中,電力生產(chǎn)的最大生產(chǎn)能力是是根據(jù)主機(鍋爐、汽輪機和發(fā)電機)的出力決定的,輔機(各種風(fēng)機、水泵及其驅(qū)動電機、電氣控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)等)是根據(jù)主機的情況配置的。在設(shè)計過程中均考慮一定的裕量,因此造成在實際運行中,多少風(fēng)機和水泵均需要調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)方式是節(jié)流,但是存在反應(yīng)慢、調(diào)節(jié)精度低、能耗大等問題,而中壓變頻因其調(diào)節(jié)性能優(yōu)良、節(jié)能效果好等因素,正逐漸應(yīng)用到電廠中風(fēng)機、水泵等流量調(diào)節(jié)中[3-4]。
通過近幾年的中壓變頻應(yīng)用情況的統(tǒng)計分析可以看出,發(fā)電廠中冷凝泵輔機具有很大的變頻節(jié)能空間和應(yīng)用前景。
2.運行工況(Operation condition)
凝結(jié)水系統(tǒng)采用中壓凝結(jié)水精處理系統(tǒng),每臺發(fā)電機設(shè)2×100%容量立式凝結(jié)水泵,其中一臺運行,一臺備用。為節(jié)能降耗,降低廠用電率,2008年8月對凝泵進行了中壓變頻器控制改造,選用ABB的變頻器。通過收集和反復(fù)的方案論證,為了追求最大的節(jié)能效果,同時方便運行操作和檢修維護,凝泵改變頻采用一拖二的控制方式,即一臺發(fā)電機的兩臺凝泵共用一臺變頻器,通過6個旁路刀閘來切換。
中壓變頻器與6KV開關(guān)連接,為了充分保證系統(tǒng)的可靠性,變頻器加裝工頻旁路刀閘。當(dāng)凝泵電機變頻運行時,凝泵進口調(diào)門開度全開,其水量通過改變凝泵電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié);當(dāng)變頻器故障時,發(fā)出跳變頻器支路開關(guān)的指令,同時自動切換到備用凝泵的工頻運行,恢復(fù)凝泵進口調(diào)門的調(diào)節(jié)功能,同時變頻器轉(zhuǎn)入檢修;當(dāng)變頻器故障處理好后,可以啟變頻器帶一臺凝泵電機,這時另一臺凝泵工頻運行,等變頻器達到一定轉(zhuǎn)速后,再停工頻運行的凝泵。
機組正常運行要保持一臺凝泵運行,同時考慮變頻器故障時凝泵之間的切換,改造后既要保留原來的切換邏輯,還要考慮變頻切工頻及工頻切變頻等各種運行方式,相應(yīng)增加了凝泵控制系統(tǒng)的控制邏輯。原來凝結(jié)器控制是通過調(diào)門來維持水位,改變頻后要由變頻器來控制水位,在低轉(zhuǎn)速時還得靠調(diào)門來協(xié)助變頻器維持水壓,以確保低旁減溫等重要用途的需要。
3.水泵變頻節(jié)能原理(Energy saving principle)
3.1. 揚程特性
揚程是單位重量的水通過水泵所獲得的能量。在工程應(yīng)用中,常常體現(xiàn)為液體上揚的高度[3]。
以管路中的閥門開度不變?yōu)榍疤幔砻髟谀骋晦D(zhuǎn)速下,水泵的揚程與流量之間的關(guān)系特性為 ,稱之為揚程特性。如圖1中的曲線1、2所示。揚程反映了水泵出水流量的大小對供水揚程的影響,即水泵的出水流量越大,則管道中的摩擦損耗以及增大流速所需要的揚程也越大。故供水揚程將越小。揚程特性與轉(zhuǎn)速有關(guān),即水泵的轉(zhuǎn)速下降,其供水能力也下降,揚程特性曲線也將下移,如圖1中的曲線2所示。
3.2. 管阻特性
管阻是閥門和管道系統(tǒng)對水流的阻力,其與管路的直徑和長度、管路各部分的阻力系數(shù),以及液體的流速等因數(shù)有關(guān)[3]。
以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤幔砻鏖y門在某一開度下,供水揚程與流量之間的關(guān)系的曲線 ,稱之為管阻特性,如圖1中的曲線3、4所示。
管阻特性實際上是管道系統(tǒng)的負(fù)載特性,他表明為了在管路內(nèi)得到一定量的流量,水泵必須提供的揚程。如果供水揚程小于靜揚程,將不能供水。
當(dāng)閥門關(guān)小時,管阻系數(shù)將增加,管阻也將增大,在揚程相同的情況下,流量將減小,管阻特性曲線將上揚,如圖1中的曲線4所示。

圖1 揚程特性和管阻特性
Fig.1 Head and ducting resistance characteristics
揚程特性和管阻特性的交點,稱之為供水系統(tǒng)的工作點,如圖1中的A、B、C、D點,在這一點上,供水系統(tǒng)既符合了揚程特性,又符合了管阻特性,因此供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。
如果水泵上采用中壓變頻后,根據(jù)工藝的要求,通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來改變揚程特性,而管道閥門保持全開放狀態(tài),管阻特性如曲線3所示保持不變,這樣就可以使供水系統(tǒng)達到新的平衡,就可以達到節(jié)能的目的[3]。
4.系統(tǒng)方案(System scheme)
利用電廠現(xiàn)有的設(shè)備(冷凝泵電機和凝結(jié)水泵,見表1和2),對系統(tǒng)進行改造,沒有單獨修建機房,同時也沒有配備空調(diào)系統(tǒng),完全采用ABB變頻器本身的散熱系統(tǒng)。電氣控制方式采用DCS集中控制;采用一拖二控制的旁路,設(shè)置兩個旁路刀閘柜。控制電源采用交流220VAC,兩路供電,自動切換。
表1 凝泵電機參數(shù)
Tab.1 motor parameter of condensation pump
Tab.1 motor parameter of condensation pump

表2 凝結(jié)水泵參數(shù)
Tab.2 Condensation pump parameter
Tab.2 Condensation pump parameter

4.1. 系統(tǒng)動力方案
系統(tǒng)采用一拖二工頻/變頻手動旁路的方案,系統(tǒng)主電路原理圖見圖2。該方案是由六個高壓隔離開關(guān)QS1~QS6組成(見下圖)。其中QS1和QS4,QS2和QS5電氣互鎖;QS2和QS3,QS5和QS6機械互鎖。如果兩路電源同時供電,M1工作在變頻狀態(tài),M2工作在工頻狀態(tài)時,QS4和QS5、QS3分閘,QS1、QS2和QS6處于合閘狀態(tài);M2工作在變頻狀態(tài),M1工作在工頻狀態(tài)時,QS1和QS2、QS6分閘,QS4、QS5和QS3處于合閘狀態(tài);如果檢修變頻器,QS3和QS6可以處于任一狀態(tài),其它隔離開關(guān)都分閘,兩臺負(fù)載可以同時工頻運行;當(dāng)一路電源檢修時,可以通過分合隔離開關(guān)使任一電機變頻運行。

圖2 系統(tǒng)主電路原理圖
Fig.2 System main circuit schematic diagram
Fig.2 System main circuit schematic diagram
4.2. 系統(tǒng)控制方案
變頻系統(tǒng)受DCS系統(tǒng)控制,主要接口信號如下:
1). 變頻器與旁路柜需要提供的開關(guān)量輸出30路
(a) 變頻器待機狀態(tài)指示:表示變頻器高壓上電自檢正常,具備啟動條件。
(b) 變頻器運行狀態(tài)指示:表示變頻器正在運行。
(c) 變頻器控制狀態(tài)指示:節(jié)點閉合表示變頻器控制權(quán)為現(xiàn)場遠程控制;節(jié)點斷開表示變頻器控制權(quán)為本地變頻器控制。
(d) 變頻器輕故障指示:表示變頻器產(chǎn)生報警信號。
(e) 變頻器重故障指示:表示變頻器發(fā)生重故障,立即關(guān)斷輸出切斷高壓。
(f) 1#電動機高壓合閘允許指示:變頻器自檢通過或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài)正常,具備上高壓條件,閉點有效,允許1#高壓開關(guān)操作。
(g) 2#電動機高壓合閘允許指示:變頻器自檢通過或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài)正常,具備上高壓條件,閉點有效,允許2#高壓開關(guān)操作。
(h) 旁路柜隔離開關(guān)合閘指示:表示該操作隔離開關(guān)已處于合閘狀態(tài)。每臺隔離開關(guān)二路共8路節(jié)點。
(i)旁路柜隔離開關(guān)分閘指示:表示該操作隔離開關(guān)已處于分閘狀態(tài)。每臺隔離開關(guān)二路共8路節(jié)點。
(j)1#電動機在旁路狀態(tài):表示QS2工頻狀態(tài)合閘,電動機處于工頻旁路狀態(tài)。
(k)2#電動機在旁路狀態(tài):表示QS4工頻狀態(tài)合閘,電動機處于工頻旁路狀態(tài)。
以上所有數(shù)字量采用無源接點輸出,定義為接點閉合時有效。除特別注明外,接點容量均為AC220V、3A/DC48V,3A。
2). 變頻器應(yīng)提供模擬量輸出2路:
(a) 變頻器輸出轉(zhuǎn)速百分比(0~1500rpm)
(b) 變頻器電機電流(0~600A)
變頻器提供2路4~20mADC的電流源輸出(變頻器供電),帶負(fù)載能力均為250Ω。
3). 需要提供給變頻器的模擬量1路:
(a) 變頻器轉(zhuǎn)速給定值
現(xiàn)場提供1路4~20mADC二線制電流源輸出(DCS供電),帶載能力為250Ω,4~20mADC對應(yīng)轉(zhuǎn)速低高限,呈線性關(guān)系。
4). 需要提供給變頻器的開關(guān)量有3路:
(a) 啟動指令:干接點,最小1S最大3S脈沖閉合時有效,變頻器開始運行。1路
(b) 停機指令:干接點,脈沖閉合時有效,變頻器正常停機。1路
(c) 急停指令:干接點,脈沖閉合時有效,變頻器立即停機關(guān)斷輸出。1路
5). 變頻器與其他電氣設(shè)備接口
變頻器給高壓開關(guān)柜的有4路:
(a)高壓緊急分?jǐn)啵鹤冾l器出現(xiàn)重故障時,自動分?jǐn)喔邏洪_關(guān),閉點有效。2路
(b)高壓合閘允許:變頻器自檢通過或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài),具備上高壓條件,閉點有效。2路
以上所有數(shù)字量采用無源接點輸出,定義為接點閉合時有效。除特別注明外,接點容量均為DC110V,2.4A。
高壓開關(guān)柜給變頻器的狀態(tài)信號2路:
1#、2#高壓開關(guān)分閘信號:高壓開關(guān)處于分?jǐn)鄷r,輔助節(jié)點閉合;2個。
5.ACS5000中壓變頻器(MV drives)
目前,主要的中壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種:1)串聯(lián)H橋多電平結(jié)構(gòu)[5-6];2)中性點箝位(NPC)多電平結(jié)構(gòu)[6-8];
3)電容箝位結(jié)構(gòu)[6-8]。
5.1. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
ACS5000變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為電壓型9電平無熔斷器(VSI-MF)設(shè)計逆變器。基于新一代功率半導(dǎo)體器件IGCT技術(shù)和電壓源型九電平無熔斷器設(shè)計使得ACS5000變頻器具有與生俱來的高可靠性。基于直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù)的ACS5000變頻器根據(jù)工藝的需求可提供精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制。其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖3所示。

圖3 變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
Fig.3 Converter topology configuration
Fig.3 Converter topology configuration
從圖中可以看出ACS5000是由三個相同的功率單元構(gòu)成。功率單元是一種實現(xiàn)電力頻率變換功能的電力半導(dǎo)體模塊,是中壓變頻器不可或缺的重要組成部分。如下圖4所示,該功率單元主要由三部分構(gòu)成,分別是12脈沖供電部分
(1)、直流環(huán)節(jié)部分
(2)和單相H橋式逆變器部分
(3)。其主要工作原理:功率單元外部提供的兩個獨立的三相交流電通過12脈沖供電部分后,變成具有12脈沖的脈動直流電。這種脈動的直流電經(jīng)過直流環(huán)節(jié)部分的濾波和支撐后,形成穩(wěn)定的直流電源從而饋電給單相H橋式逆變器部分。逆變器部分通過采用先進的空間矢量脈沖調(diào)制(SVPWM)模式,控制電力半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通時序,產(chǎn)生了幅值和頻率均可調(diào)的高質(zhì)量的單相交流電。

圖4 功率單元電路圖
Fig.4 Power cell circuit diagram
Fig.4 Power cell circuit diagram
在該功率單元中,12脈沖供電部分是由兩個6脈沖二極管供電單元串聯(lián)而成,利用功率單元的前級變壓器提供的兩個交流電源的角度差,從而消除了電流中的低次諧波,降低了功率單元對電網(wǎng)的諧波干擾。這對改善用電設(shè)備對電網(wǎng)的諧波干擾具有重要作用。
5.2. 技術(shù)特點
ACS5000的技術(shù)主要具有如下特點:
●部件數(shù)量最少,可靠性最高
●多電平無熔斷器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合IGCT和DTC技術(shù)使得系統(tǒng)效率最高。
●功率密度最高,占地面積最小
●36-脈沖配置,最優(yōu)化的電網(wǎng)友好性
●效率高,安裝、調(diào)試及維護簡單使得擁有的成本最低
●DTC, 無與倫比的控制性能
●適用于標(biāo)準(zhǔn)電機
IGCT功率半導(dǎo)體器件
IGCT[7-8]是在GTO的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型復(fù)合型器件,兼有IGBT和GTO兩者的優(yōu)點,又克服了兩者的不足,是一種較為理想的兆瓦級中壓開關(guān)器件。具有低開關(guān)損耗、低通態(tài)損耗、無需緩沖電路、集成續(xù)流二極管、高可靠性等眾多優(yōu)點。
與IGBT相比,IGCT的通態(tài)壓降更小,額定承受壓降更高,通過電流更大;與GTO相比,IGCT的體積更小,便于和反并聯(lián)二極管集成在一起,這樣就大大的簡化了電壓源型逆變器的結(jié)構(gòu),提高了裝置的可靠性。ABB公司推出的IGCT為單片器件,不再使用焊接或者鍵合導(dǎo)線,而是采用了獨立的彈簧壓力封裝技術(shù)。這一技術(shù)使得器件對壓力不對稱的敏感程度大為降低。因此對器件安裝所需的機械技術(shù)指標(biāo)有更高的容差,同時允許更高的安裝緊固壓力。所有這些技術(shù)都大大提高了器件在高壓大功率場合的可靠性。
無熔斷器設(shè)計
ACS5000是一種無需熔斷器保護的中壓交流變頻器。其采用逆變器的IGCT 進行保護。與熔斷器相比,IGCT 為功率部件提供了更加快速、可靠的保護。其關(guān)斷時間為25微秒,比傳統(tǒng)的快速熔斷器快100倍。可以有效的故障控制在設(shè)備本體內(nèi),
不會對上級電網(wǎng)或更高一級電網(wǎng)造成影響。
網(wǎng)側(cè)友好性
ACS5000的輸入側(cè)采用36脈沖二極管整流,對電網(wǎng)具有友好性。對電網(wǎng)側(cè)的諧波完全滿足IEEE-519和GB/T14549諧波標(biāo)準(zhǔn)。其網(wǎng)側(cè)電壓和電流波形如下圖5所示。

圖5 電網(wǎng)側(cè)電壓電流波形
Fig.5 Network voltage and current waveform
Fig.5 Network voltage and current waveform
隔離變壓器
由隔離變壓器的幾個副邊繞組向變頻器供電。為了36脈沖方式的相位移,要求使用多繞組變壓器。變壓器的另一個目的是提供足夠的阻抗將網(wǎng)側(cè)諧波限制在IEEE519-1992和GB/T14549-93所要求的限值范圍內(nèi)。對于36脈沖方式,隔離變壓器有六個副邊繞組,采用沿邊三角形或曲折接法,滿足36脈沖輸入整流橋的要求。根據(jù)使用場所的具體要求,可采用單獨安裝的變壓器,或?qū)τ谛」β实目刹捎眉勺儔浩鳌?BR>
輸入整流橋
輸入整流橋向直流母排提供直流電壓和電流,包括三套獨立的串聯(lián)12脈波整流橋。
安全接地開關(guān)
為了確保運行維護人員對變頻器進行維護時的人身安全。所有帶高壓電的柜門都與安全接地開關(guān)聯(lián)鎖,確保在進行維護之前供電電源已經(jīng)切斷,而且所儲存的電能(例如直流回路電容組的電能)已經(jīng)釋放掉。安全接地開關(guān)閉合時,將直流母排上的正端、中性點和負(fù)端的母線接地。
長壽命直流電容器
在直流回路中,使用了先進的、自愈式且環(huán)保的金屬箔電容器,這種電容器是按照長壽命設(shè)計的。與不可靠且維護量大的電解式直流電容器設(shè)計相比,ABB利用該技術(shù)使其明顯與眾不同。直流回路電容對整流橋的輸出進行濾波,使其成為低阻抗的電壓源供逆變器工作。
di/dt電抗器
變頻器中有兩個電抗器,用來限制輸入到逆變器電路中相應(yīng)的上、下兩部分電流的上升率,以防止IGCT承受過高的di/dt。當(dāng)直接接在直流回路上的一個IGCT導(dǎo)通時,從直流回路上吸取的電流迅速增加,在很短的時間內(nèi)(幾微妙),電抗器產(chǎn)生一個反電勢阻止電流的增大,從而有效地限制了di/dt。
與每個電抗器相關(guān)的二極管、電阻和電容器組將電抗器在上述過程中儲存的能量釋放掉,并且,當(dāng)逆變器中IGCT在關(guān)斷時,防止過高的電壓加到IGCT上。
EMC濾波器
逆變器的輸出直接接到一組EMC濾波器上,該濾波器對逆變器的輸出進行濾波并消除高頻電壓成分。這樣大大地減少了加到電動機的電壓的諧波含量,允許使用標(biāo)準(zhǔn)的電動機。所有dv/dt的影響也大大地削弱,因此電動機出線端的電壓振蕩問題也消除了。電機電壓電流波形如圖6所示。

圖6 電機電壓電流波形
Fig.6 Motor voltage and current waveform
Fig.6 Motor voltage and current waveform
電子控制裝置
ACS5000為全數(shù)字智能型變頻器,其控制核心主要由兩塊電子線路板來完成:AMC-33電機與應(yīng)用控制板和INT系統(tǒng)接口板。AMC-33負(fù)責(zé)邏輯運算、DTC電機模型計算以及與DTC算法相關(guān)的控制環(huán)的處理。INT負(fù)責(zé)產(chǎn)生IGCT門極觸發(fā)信號和處理傳動系統(tǒng)控制和保護的電壓和電流信號。
AMC-33主控板和INT接口板均采用DSP數(shù)字信號處理器(主頻150MHz)和ASIC特殊應(yīng)用集成電路,以滿足高速和可靠的控制技術(shù)的工藝要求。系統(tǒng)采用光纖通訊以確保高水平的噪聲抑制。
柜門機電聯(lián)鎖
功率單元的柜門與接地開關(guān)以及主電路斷路器機電聯(lián)鎖,從而保證只有在斷開主電源,直流電容放電結(jié)束并且接地開關(guān)接地后,功率單元的柜門才能打開。同樣,只有在關(guān)好柜門并且接地開關(guān)處于斷開狀態(tài),才能閉合主回路斷路器給變頻器上電。
5.3. 控制方式
ACS5000采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)[7-8]。直接轉(zhuǎn)矩控制DTC(Direct Torque Control)系統(tǒng),又稱直接自控制系統(tǒng)DSR(德文Direkte Selbstregelung)。在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi),利用轉(zhuǎn)矩反饋直接控制電機的電磁轉(zhuǎn)矩,因而得名。
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)是交流傳動的一種獨特的電機控制方式。逆變器的開關(guān)狀態(tài)由電機的核心變量磁通和轉(zhuǎn)矩直接控制。測量的電機電流和直流電壓作為自適應(yīng)電機模型的輸入,該模型每25微秒產(chǎn)生一組精確的轉(zhuǎn)矩和磁通的實際值。電機轉(zhuǎn)矩比較器將轉(zhuǎn)矩實際值與轉(zhuǎn)矩給定調(diào)節(jié)器的給定值作比較,磁通比較器將磁通實際值與磁通給定調(diào)節(jié)器的給定值作比較。依靠來自這兩個比較器的輸出,優(yōu)化脈沖選擇器決定逆變器的最佳開關(guān)狀態(tài)。
DTC的控制周期為25μs,其響應(yīng)速度是目前最好的交流傳動的10倍,直流傳動的100倍;而且具有高動態(tài)精度和靜態(tài)精度,快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。零速滿轉(zhuǎn)距的高啟動轉(zhuǎn)距特性,適用于傳送帶設(shè)備和擠壓機應(yīng)用,高過載能力,適用于窯應(yīng)用。
6.改造效果及性能評價(Result and evaluation)
華能珞璜電廠#5機凝泵變頻器改造,于2008年8月11日開工,9月3日調(diào)試完成。9月10日開機,運行觀察幾天后,電廠發(fā)電部反映節(jié)能效果明顯。
現(xiàn)結(jié)合改造前和改造后凝泵電機的電流,來簡要計算#5機凝泵的節(jié)能效果。
表3 變頻改造前后的技術(shù)數(shù)據(jù)
Tab.3 Electrical data before and after retrofit
Tab.3 Electrical data before and after retrofit

從表中可以看出,在發(fā)電機的負(fù)載不高于500MW情況下,凝泵變頻器節(jié)電率高于都高于40%,既便發(fā)電機滿發(fā),節(jié)電率也高達34%。
#5機變頻器安裝在三期汽機房內(nèi),沒有專門修建房間,也沒有配空調(diào)制冷,所以節(jié)電率是凈的節(jié)電率。
華能珞璜電廠一期機組(#1機、#2機)和二期機組(#3機、#4機)都是成套引進法國ALSTOM的360MW機組,三期機組(#5機、#6機)是國產(chǎn)600MW機組。
在#5機凝泵變頻器改造之前,電廠已經(jīng)在一、二期機組的凝泵和引風(fēng)機上進行了變頻控制改造,都為變頻器修建了專門的房間,配備了制冷空調(diào)。一個變頻器房間的設(shè)計修建費用需10-15萬元人民幣,空調(diào)按凝泵電機容量的3%考慮,那么#5機2200KW的電機,需配備30匹的空調(diào),按市場價買三臺10匹的空調(diào),約需6萬元人民幣。
假設(shè)機組年平均運行小時按5000小時計算,其中三分之二時間使用空調(diào),那么30匹的空調(diào)空調(diào)耗電約20萬度,折合人民幣7萬元。
再假設(shè)每年運行5000小時都是帶500MW的負(fù)載,那么每年使用變頻器的直接節(jié)電為426萬千瓦時,折合人民幣約150萬元,這樣只需一年半就能收回整個變頻器改造項目的投資。
這樣,#5機凝泵變頻器不修房間,不配空調(diào),基建費用可省20萬元人民幣左右。每年節(jié)約空調(diào)運行耗電費用7萬元,而變頻器直接節(jié)電節(jié)約的費用高達150萬元人民幣。
7.結(jié)論(Conclusion)
發(fā)電廠中的輔機是很重要的發(fā)電設(shè)備。通過對華能珞璜電廠中的冷凝泵采用ABB ACS5000中壓變頻應(yīng)用情況的統(tǒng)計分析可以看出,發(fā)電廠中冷凝泵輔機具有很大的變頻節(jié)能空間和應(yīng)用前景,尤其是國產(chǎn)機組,國內(nèi)設(shè)計院考慮的容量較保守,裕量較大,所以國產(chǎn)機組的輔機變頻改造的節(jié)能空間很大。本案例對電廠的冷凝泵進行的變頻改造,根據(jù)現(xiàn)場的實際運行測量結(jié)果表明:動靜態(tài)性能大幅度提升,節(jié)能效果明顯,節(jié)電率超過40%。
注:本文摘自傳動網(wǎng) |