2017-06-20 16:19:36

1000MW級機組動葉可調式軸流一次風機變頻改造創新與實踐





來源:《變頻器世界》 2017年5月刊





摘要:華潤電力(賀州)有限公司2*1045MW機組,每台鍋爐配2台動葉可調式軸流一次風機,2016年9月對#2機組一次風機先進行了變頻改造。1000MW級機組動葉可調式軸流一次風機變頻改造在國內同行業中尚屬首次,由於一次風機可靠性要求高,在設計上采用了全自動旁路,另外變頻設備散熱采用空水冷係統,這不僅增加了設備可靠性,同時還實現二次節能,大大節省了空調運行成本。本文詳細介紹了一次風機變頻從設計、施工、運行數據及節能效果評價等方麵的創新與實踐。

Keywords:Primary fan;Inverter;Energy saving




1  前言




  我司鍋爐一次風機是按照熱值為4775kcal的貧瘦煤設計,由於煤炭市場變化,實際燃用煤種為發熱量在5500kcal左右的高熱值煙煤,風機運行裕量極大,機組滿負荷運行時,一次風機動葉開度隻有60%左右,電動機最大功率隻有1950kW左右,遠低於額定容量2500kW,根據2015年機組負荷率(平均565MW)及對未來幾年電力市場的預估,未來我司負荷率將會更低,雖然一次風機為動葉調節軸流風機,但是由於負荷較低、風機動葉開度較小,大部分時間仍然工作在低效區(約60~70%),存在很大的節能空間。基於上述實際情況,電廠的一次風機節能改造是個必然趨勢。




2  設備概述




  我司每台機組配兩台上海鼓風機廠生產的PAF20-12.5-2型雙級動調軸流一次風機,風機及配套電機參數見表1所示,一次風機設計參數見表2所示。




表1  風機及配套電機參數











表2  一次風機設計參數






3  設備布置及改造方案

(1)根據現場實際測量,本著改動最小、費用最低的原則,綜合考慮設備安裝位置、電纜長度、敷設通道等因素在一次風機A旁新建變頻器配電室,每間變頻器室內兩台變頻器背向布置。現場布置圖如圖1所示。

 





圖1  現場布置圖





(2)設備一次係統改造方案。主係統接線圖如圖2所示。






圖2  主係統接線圖




一次風機變頻采用一拖一帶自動旁路的方式,每台風機配一套變頻器係統,配備自動旁路櫃,變頻器在運行中如果突然發生故障,此時變頻器會自動把QF2斷路器跳開,然後DCS自動把QF4斷路器斷開,QF4斷開後延時5S(等剩磁電壓衰減完畢)合旁路斷路器QF3,電機由變頻狀態切換到工頻運行,此時DCS將控製風門逐漸恢複到改造前的開度、保證工頻運行的風量符合鍋爐係統要求。電機和風機均使用原有設備。變頻器係統布置在爐後側麵新建的變頻器室內。




10kV動力電纜:一次風機原電纜(ZRC-YJV-8.7/10 3X120)從電機側拆下,改接至變頻櫃輸入端開關QF2上口及旁路開關QF3上口,變頻器輸出端開關下口新增敷設一根電纜(ZRC-YJV-8.7/10 3X120)到電機接線盒。




(3)設備散熱:變頻設備由大功率電力電子元件組成,對設備本體散熱要求較高。兩台變頻器發熱量按照總功率3%計算為150kW。為保證設備節能穩定運行,采用空水冷方式進行冷卻;每間配電室配備2台60kW水冷器,冷卻水源引至廠內工業冷卻水。同時每台機配備10匹分體式空調作為緊急備用。若采用普通電空調約需13台10匹空調,不僅配電室麵積大,空調運行消耗的電能造成運行成本高,空水冷係統的應用不僅降低了用電成本而且使得室內冷空氣形成閉式循環,保證室外的灰塵無法進入,大大提高變頻器本身使用壽命。空水冷係統圖如圖3所示,空水冷係統安裝布置圖如圖4所示。






圖3  空水冷係統圖









圖4  空水冷係統安裝布置圖




(4)變頻器選型及參數:變頻器采用TMEIC(東芝三菱),型號為TMdrive-MVe2—3000kVA-10KV,采用無速度傳感器矢量控製方式。




1)TMEIC MVe2變頻器原理及結構




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