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摘要:在社会经济持续增长背景下,各个行业呈现良好的发展前景,尤其是电力事业,社会的发展需要电能的支持,用电量的激增,为新时期发电厂的经营发展带来了严峻的挑战。在发电厂生产活动中,由于部分系统选择阀门和挡板调节管路流量,带来了不同程度上的电能损失,影响到发电厂的生产效益。根据此类问题,充分发挥高压变频调速技术优势,制定合理的变频调速方案,以此来实现对电机控制系统的优化升级,尽可能降低电能的损失,提升生产效益。本文就高压变频调速技术在发电厂中应用展开分析,结合实际情况,客观阐述技术要点。
关键词:高压变频调速技术;发电厂;风机;节能
在发电厂电机组运行中,凝结泵、给水泵、循环水泵以及引风机等系统,作为发电机组安全运行的基础保障,辅机系统是否能够正常运行,将直接影响到发电厂的运行效益和节能效益。辅机系统消耗电量占电场总用电量80%以上,而在发电机组容量规模的不断提升下,相应对辅机系统电机设备运行功率提出了更高的要求,如何能够在保证发电机组正常运行的同时,降低能源消耗,创造更大的效益,逐渐成为当前辅助系统发展的主要方向。故此,为了有效解决发电机厂辅机系统能耗大和执行速度慢的问题,通过应用高压变频调速技术,制定完善、可靠的高压变频调速控制方案,有助于进一步提升电厂辅机系统性能,促使发电机组可以安全高效运行,实现节能降耗的目标,意义十分深远。由此看来,加强高压变频调速技术在发电厂中应用研究十分关键,为后续工作开展提供参考作用。
一、高压变频调速技术控制原理
在电厂辅机系统运行中,主要是为了控制电能生产中的流量、液位和压力等参数,以往的控制方案主要是通过阀门和挡板实现对参数的定量调节,在这个过程中可能存在不同程度上的电能损耗,不利于发电厂生产效益[1]。高压变频调速技术作为一种有效的节能控制技术,通过对辅机系统工艺参数调节,实现对电机电源频率精确控制,维持辅机系统输入和输出之间的电能平衡,这样不仅可以保证辅机系统的正常运行,还可以实现节能降耗,避免节流损失的目的。此外,借助高压变频调速技术可以有效降低电机启动电流,减少对电机系统带来的冲击,从而延长电机系统的运行寿命,为发电厂带来更大的经济效益。
二、发电厂风机节能优化方案
(一)电厂概况
发电厂#3火力发电机组的两台6.3kV高压风机系统功率设计值过高,存在着严重的资源浪费问题。#3机组的风机辅助系统功率为1868kW,额定流量为110m³/min,最高能力转换率高达85.5%。就系统长期运行情况来看,#3机组在低负荷运行时,风机静叶调节过程中带来的节流损失较之额定要高出35%~40%左右,系统运行效率偏低,存在着严重的资源浪费现象,影响到系统的正常运行。如果选择6.3kV高压变频节能控制技术,制定完善的节能调速控制方案,可以实现对#3机组的风机控制系统优化升级,保证系统正常运行的同时,还可以降低能源的消耗40%左右,具有十分深远的影响[2]。
(二)节能升级改造方案
在当前可持续发展战略背景下,为了能够有效满足节能降耗目的,在满足辅机系统运行效率的同时,还要降低电能的浪费,切实提升发电厂运行效率,通过#3中高压变频调速技术的应用,对高压风机系统升级改造,可以有效提升风机系统调节控制性能。结合#3机组高压风机独立运行要求,同时综合考虑到高压风机系统运行安全、可靠,首先可以选择一台高压变频器连接一台高压风机进行改造升级[3]。
除了选择6.3kV高压变频器以外,还包括其他一次性的改造升级系统。发电厂用电6.3kV电源经过QF11用户开关和KM2高压真空接触器通高压变频调速装置连接在一起,变频调速装置通过内部运算模块形成对应控制策略,为电机提供电源支持,确保风机辅机电机系统可以节能变频运行。同时,为了可以保证辅机系统运行安全性,一旦变频调速装置出现故障问题,仍然可以保证发电机组安全可靠运行,降低电能的浪费,避免故障带来的损失。
三、高压变频调速技术应用效果
(一)#3机组日平均用电负荷
#3机组应用高压变频调速技术,可以在满足系统运行需要的同时,尽可能避免电能资源的浪费,降低电机系统运行负荷,提升电机系统运行性能。故此,为了可以更加精准、全面、有效的了解到#3高压风机变频调速节能技术应用效果,风级系统尽管改造后带来的节能效益,将该机组2015年1月~12约的电力运行负荷数据进行综合统计分析,了解#3机组日平均负荷变化情况[4]。如图1。
图1#3机组日平均负荷
从图中可以了解到,7时前发电机所承受的电力负荷处于较低水平,7时以后将持续上升,10时发电机承受的负荷达到最高值,并且负荷值保持到12时,随后开始逐渐下降,13时~18时之间是一个负荷较高点,19时开始逐渐上升,在21时随之有所下降,最终降到最初的负荷数值。基于此,可以了解到#3机组负荷波动情况较为正常,通过对#3机组日平均负荷加权平均分析,可以得到日平均负荷426MW/h。而在2015年全年#3机组发电总量为2577825MWh,运行小时数大概在4250h左右,可以得出#3机组平衡功率大概在430MW/h左右,从图中计算得出的429MW/h差异较小。故此,发电机组如果按照330KW、500KW和600KW运行,负荷工况运行小时大约为8h和4h,同日平均负荷值基本一致。
(二)节能效益分析
通过对#3机组风机系统不同工况下的具体运行情况分析后,可以了解到工频和变频情况下电机消耗的数值差异,由此了解到高压变频调速技术作用和优势[5]。
#3机组在风机系统中应用高压变频调速技术后,实现系统的节能升级改造,在不同符合工况下工频运行功率逐渐下降到401.60kW•h-1,868.85kW•h-1进而1189.56kW•h-1。基于此,可以了解到机组电力负荷数值在不断下降,同时取得的节能效果也愈加理想,尤其是在330MW负荷工况下,节能功率最为突出,高达1156.62kW•h-1,充分体现出高压变频调速技术实际应用的作用和效果。风机系统尽管技术改造升级后,每天节约电量高达23935.58kW•h-1,在保证机组安全可靠运行的同时,尽可能降低电能的浪费,提升系统运行性能,带来更大的经济效益和环保效益。
结论:
综上所述,通过应用高压变频调速技术,制定完善、可靠的高压变频调速控制方案,有助于进一步提升电厂辅机系统性能,促使发电机组可以安全高效运行,实现节能降耗的目标,为发电厂带来更大的经济效益,谋求长远生存和发展。
参考文献:
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