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摘要:循环流化床作为一种清洁高效燃烧技术在国际上被广泛认可。循环流化床是采用流态化的燃烧,具有燃烧适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化合物排量低、负荷调节范围大等特点,属于环保型锅炉。本文介绍利德华福高压变频器在广东韶关坪石电厂300MW循环流化床机组的应用情况。使用结果表明,采用HARSVERT-A高压变频器对一次风机、二次风机、流化风机进行调速改造,具有很好的节能效果。
关键词:循环流化床、一次风机、二次风机、流化风机、密闭冷却、节能。
一、 引言
坪石发电厂位于广东省北部,韶关市坪石镇。电厂扩建2台300MW机组,#4机组于2009年10月投入运行以来情况良好,变频器运行稳定。
目前高压变频器技术已经成熟。但是如果采用原来的传统做法,即风机以定速方式运行,通过风机挡板来调节风量和风压,其主要弊端主要表现为:
◆调节挡板前后压差增加,工作安全特性变坏,压力损失严重,造成能耗增加;
◆风机定速运行,挡板调整节流损失大,出口压力高,系统效率低,造成能源的浪费;
◆风道压力过高,威胁系统设备密封性能;
◆长期的40-70%开度,加速挡板自身磨损,导致挡板控制特性变差;
◆设备起动冲击电流大,需增加配电设备容量而增加投资;
风机系统中流量的调节如果采用改变档板开度的方式,那么就在档板上产生附加的压力损失,因而消耗了大量能源。所以采用变频调速技术来控制风机系统,不仅可以节约能源,而且其控制精度高而使系统运行更加合理可靠。
二、 工艺介绍
燃料由给煤机送入炉膛。一次风由锅炉底部送入,主要用于维持燃料粒的流化。二次风沿燃烧室侧壁多点送入,主要用于增加燃烧室的氧量,提高燃烧效率。燃烧后的大量颗粒随烟气进入旋风分离器,与烟气分离;分离出来的颗粒经回料阀回到燃烧室继续燃烧;分离出来的烟气则经过除尘器除尘后,由引风机引入烟囱排出。
与常规煤粉炉相比,循环流化床锅炉配置的风机压头较高。由于其独特的燃烧特性,与传统的煤粉炉相比,循环流化床锅炉对风量、风压的控制有更高的要求:为了保证锅炉燃烧的经济性,当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使之与燃料量匹配。为了保证锅炉运行的安全性,必须使引风量与一次风量相配合以保证炉膛压力在正常范围内。通过一次风量及风压的调节以保证炉膛内物料的正常流化。
三、 现场变频器使用情况
坪石电厂#4、#5机组改造变频运行的负载有:一次风机、二次风机、流化风机。变频器均采用一拖一手动旁路的方案。正常生产时,2台一次风机和2台二次风机均运行,3台流化风机中2台运行,1台备用。
下表为单台机组使用变频器的情况:
四、冷却系统方案
如何解决高压变频大功率设备的发热问题,是非常重要的,将直接影响到设备的长期可靠运行。因为一次风机和二次风机容量较大,发热量高,如果采用空调冷却,存在台数多、占地大、造价高、常年运行耗电巨大造成二次耗能。因此,根据多年现场应用经验,采用空-水冷系统。该系统能够保证变频器房间始终保持25~40度运行环境,大幅度降低滤网更换周期,减小维护量。
单台设备空水冷却图,如下:
使用空水冷系统最大优点是能保证变频器运行的环境。使用空水冷后,变频器房间跟外界空气没有直接交换。因为变频器内部有大量精密电子元器件,其运行环境好,对其运行稳定性有很大帮助。而且空水冷系统制冷效果好,对模块内电容寿命有很大的提高,相应变频器的寿命也能延长。虽然空水冷系统一次性投入比装空调大,但是后期运行成本很低,能很快收回成本。属于性价比很高的一种制冷方式。
五、 变频前后耗电情况对比
一次风机、二次风机及流化风机改造后,运行负荷在300MW的工况下,实际参数如下:
以#4机组1月发电情况来测算:机组月运行小时数720小时。负荷按300MW来计算,实际肯定会小于300MW,节电空间会更大。
单台一次风机减小功耗为:
单台二次风机减小功耗为:
广东地区上网电价按0.496元/KWh,每小时约合人民币为:
(2×673.4KW+2×390.7KW)×0.496元/KWh=1055.6元/h
当月每台机组节约电费约合:
1055.6元/h×720h=76万元
从上述数据看出,机组负荷越小,采用变频调速节能效果会更明显。
六、结论
北京利德华福生产的高压变频器已经在多家电厂、水泥厂、钢铁厂、矿井的风机和水泵中得到实际应用,并取得很好的运行效果和节能效益。由于循环流化床燃烧介质多样性,电机选型比煤粉炉偏大,实际节能效果比煤粉炉明显。而且循环流化床锅炉包含大量能改造高压变频调速的电机。因此,将高压变频器应用于循环流化床锅炉,对于降低损耗、节约能源,提倡低碳经济,具有十分重要的意义。
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