火電廠鍋爐一次風機變頻改造

邢慧龍，高永飛，鞠鳳元

內蒙古包頭第三熱電廠，內蒙古包頭 014040

0 引言

風機是300mW火電廠鍋爐運行的主要設備，耗電量占廠用電的 30%左右，其運行調節方式通常是通過調節風機的動葉，靜葉或擋板開度來調整風量，其驅動電機的輸出功率不隨機組負荷的變化而變化，大量電能消耗在節流損失中。近年來，變頻器已經廣泛應用于電動機的速度調節中，在風機，水泵等轉動設備上使用變頻器，可以節約大量的電能。包頭第三熱電廠I期工程2X300mW#1、#2鍋爐一次風機經常處于較低的效率下運行，制粉系統耗電率較大，為此對一次風機進行了變頻改造，實現了一次風機轉速隨機組負荷變化而調整，有效提高了風機效率，節約了廠用電率，節能效果顯著。

1 設備概況

包頭第三熱電廠I期2X300mW#1、#2汽輪發電機組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產的亞臨界，自然循環單爐膛，單汽包，一次中間再熱，平衡通風汽包鍋爐，型號為HG-1025/17.5-YM11型。鍋爐采用四角布置擺動式直流燃燒器，燃燒方式采用同心反切圓技術，鍋爐一次風機是山東豪頓華工程有限公司生產的入口導葉調節離心式風機，型號為L3N 2175.04.07 SBL6T，該風機的全壓為18.67kPa,風機的軸功率為1488kW，轉速為1 488r/min，配有一臺6kV功率1 900kW轉速1 493r/min的電動機。

在機組負荷變化時，靠風機入口導葉的開度來調整風機的出力與實際負荷相匹配。機組正常運行時，通過將兩臺一次風機入口導葉調節投入自動來根據一次風母管壓力設定值進行調整，從而適應機組負荷的變化，實現機組一次風壓的自動調節。

2 一次風機變頻改造方案

2.1 變頻改造

圖1 變頻改造接線圖

入口導葉調節是通過調節入口導葉的角度，使進入風機葉輪的氣流產生預旋繞，以適應機組在不同工況下的需求，導葉關得越小，節流損失越大，風機運行效率越低，降低了機組運行的經濟性。為減少一次風機入口導葉調節產生的節流損失，對包三兩臺鍋爐一次風機進行了變頻器改造，兩臺風機可在工頻，變頻間單獨切換，正常運行兩臺一次風機變頻運行，當任一臺變頻器故障，可切換為工頻狀態運行，運行方式較靈活。具體接線見圖1。

2.2 熱工邏輯改造

一次風機進行變頻改造后，為保證機組安全穩定經濟運行，對熱工邏輯也相應的進行了改造。1）一次風機在工頻方式下啟動邏輯中，增加了變頻器旁路刀閘已合，且選擇風機一次風機在工頻方式；2）當保護動作變頻器跳閘連鎖動作：聯關一次風機出口門；聯關一次風機出口冷風門；聯關空預器出口熱一次風門；關一次風機入口門；3）增加變頻器保護跳閘邏輯：電機定子溫度高；MFT；油壓低；風機啟動600s后擋板關到位信號來；變頻器故障信號來。

4 改造的效益分析

在#1機組進行了未投入變頻器及投入變頻器的一次風機電耗對比試驗，結果見表1。

表1 變頻改造前后一次風機電耗對比

可以看出，機組平均負荷為200mW時，每小時節電量為736.5kW·h，每年（300天）每臺機組節電5302800kW·h，按0.2元/kW·h電費計算，每年節約電費約106.1萬元。因此一次風機變頻器改造大大的提高了機組運行的經濟性，節能效果顯著。

此外，使用變頻器可使電動機轉速沿一次風機的加減速特性曲線平緩變化，設備和軸承受力狀況明顯改善，從而降低了風機和電機的故障率，提高了風機運行的可靠性。同時有關數據表明，機械壽命與轉速的倒數成正比，降低了一次風機轉速可成倍的提高一次風機壽命，噪音也大幅度地降低。

[1]王賀芩，鄒文化，等.風機變頻改造節能技術在火電廠的應用.中國電力，2002.

[2]車長源.鍋爐風機節能技術.北京：中國電力出版社，1999.