一次风机由工频改变频效果分析曹毅摘要：华北地区某热电联产公司（下称公司）建有1台220MW的抽汽凝汽式供热机组，年发电量约10亿千瓦时，供热面积约为300万m2。自机组投产以来，锅炉所用的2台一次风机作为公司的主要辅机设备始终为工频定速运行，根据负荷需要采用控制风机挡板的开度来调节风量变化，而作为电动机消耗的能量变化则不大，以致于很大一部分能量造成浪费。为达到降低损耗，提高电机效率的目的，公司于2010年10月份对2台一次风机加装了变频器。通过工、变频改造前后不同负荷情况下相关数据和运行参数的对比，在改变电机转速控制风压、实现调整需要、降低启动电流、减少节流损失、节约电能等方面都显现出了明显效果，有效降低了厂用电率，最终提高了公司的综合效益。关键词：一次风机工频改变频效果分析节能：TK223文献标识码：A：1672-3791（2014）09（b）-0092-02公司1号机组自投产以来，1号锅炉所用的两台一次风机为工频运行，其出力调整只能采用改变一次风挡板开度来实现，根据机组负荷变化调节挡板开度大小。一般情况下两台一次风机经常处于较低的效率工况下运行，即使机组满负荷，一次风挡板开度也不到80%。不论风压需求0大小，风机都要全速运转，电机输出功率基本保持不变，大量的能量消耗在了风机出口挡板的节流损失中。此外异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的6～8倍，不但对厂用电形成较大冲击，强大的电流及冲击转矩也会降低电机和风机的使用寿命。为了减小启动冲击电流，减少能量损失，降低厂用电率，提高发电厂的综合效益，经反复调研论证，公司决定对两台一次风机电机加装变频装置，通过改变电机频率，进而改变一次风机电动机转速来实现线性调节一次风出力的目的。1变频器节能原理根据流体力学原理，使用三相异步电机驱动的风机，轴功率P与风量Q及风压H的关系，P≈Q×H。当电动机的转速由变化到时P、Q、H的关系如下：可见风量Q与电机转速N是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速N的立方成正比关系。又根据电机同步转速公式：，这里为供电频率，单位Hz，为电动机极对数，由此可看到，当电机的极对数不变的情况下，所需的轴功率P与供电频率的立方成正比，所以假设当需要80%的风量时，通过调节转机的转速至额定转速的80%，即调节频率至40Hz即可，这时所耗功率即为原来的51.2%，从而大大降低了电机的功率损耗。2改造方案概述公司在2010年10月利用机组小修机会对两台一次风机电机加装了变频器，完成了一次风机电机变频改造。项目主要增加两台变频器及相关配套的电缆及控制系统，其变频装置由北京某变频科技股份有限公司生产，选用高-高方式、H桥单元串联方案，变频装置额定容量1400kVA、额定电压6kV、额定电流135A。公司的两台一次风机是由江苏某公司生产，单风机额定风量49.9Nm3/h。所配一次风机电机为国产某电机厂生产的YKK500-4型电机，额定电压6kV，额定电流130.3A，额定功率1120kW，转速1488r/min。考虑到6kV开关室离电机位置较远，工程设计在汽机厂房西侧建设变频器室。为保证变频器正常运行，变频器室装设10kW空调两台。此变频装置的变频控制方式可本地控制，也可以在远程控制，一次风调节挡板仍保留，变频器提供多种信号接口，一次风控制逻辑在DCS系统内设计编制，增加变频控制站，可在控制室实现对变频器的操作和监控。同时，其自动控制装置做到闭环运行，根据锅炉反馈信号自动调节电机的转速，实现了手、自动控制及无扰切换等功能。一次风机变频运行时，调节挡板保持全开，一次风出力通过改变一次风机电动机转速来调节；变频器出现故障时，风机跳闸后，手动切换至工频定速运行，调节挡板同时也自动参与一次风压控制。变频器电源由6kV工作段高压开关引至变频器后，经变频器输出端接致高压电动机处。两路控制电源取自不同的380V配电间隔。变频器接入原电气回路如图1所示。一次风机变频装置采用一拖一手动旁路方案，由三个高压隔离开关QS1、QS2、QS3组成，其中QS2和QS3属于单刀双掷刀闸，一个在合位时，另一个必定在分位，实现互锁。变频运行时，QS3断开，QS1和QS2闭合；工频运行时，QS1和QS2断开，QS3闭合。3改造前后运行情况对比为了探...