五金网--VACON变频器在火力发电厂75吨锅炉风机的应用

一、行业概诉

目前，在我国电源结构中，火电装机容量占74%，发电量占80%；水电装机容量占25%，发电量占19%；核电仅占1%左右。火电厂中的各类辅机设备中，风机，水泵类设备占了绝大部分，蕴藏着巨大的节能潜力。

二、风机的选择和应用

风机是火力发电厂重要的辅助设备之一，我国电站已经普遍采用了离心风机。以75(T/H)循环流化床炉为例，通常每台锅炉配备一台400KW引风机，一台315KW一次风机，一台250KW二次风机。由于锅炉在正常运行中的燃烧构成，热负载，电负荷以及季节等变化因数较大，因此，锅炉燃烧所需要的氧气在各不同的情况下也相应有较大的变化，然而，锅炉配置的风机是按锅炉最大负荷情况下所需最大风量来设计的，并考虑锅炉在事故状态下的风压，风量裕度，

即相应的保险系数。根据我国现行的火电设计规程：SDJ—79规定，燃煤锅炉的送，引风机的风量裕度分别为5%和5~10%，风压裕度分别是10%和10~15%，而实际设计中，风量和风压的裕度达20~30%是比较常见的。所以，风机电机功率的配置一般都比较大。

三、风量控制

1、风门控制

锅炉风机的风量裕度通常都比较大，如果采用风门控制，风门挡风板的平均开度一般在50%左右，大量能源浪费在克服挡风板阻力上北京离婚律师，风机效率下降。由图1和2可见能源的损耗和风机效率的下降。同时还会带来管网压力不稳定，难以精确控制，以及电机启动电流过大造成的对电机的损耗和电网冲击等其他问题。

2、液力耦合器控制

液力耦合器是一种利用液体介质传递转速的机械设备，其主动输入轴端与原传动机相联结，从动输出轴端与负载轴端联结，通过调节液体介质的压力，使输出轴的转速得以改变。理想状态下，当压力趋于无穷大时，输出转速与输入转速相等，相当于钢性联轴器。当压力减小时，输出转速相应降低，连续改变介质压力，输出转速可以得到低于输入转速的无级调节离婚官司律师费。

根据液力耦合器的上述特点，可以等效如图所示的模型

功率控制调速原理表明，传动速度的改变，实质是机械功率调节的结果。因此液力耦合器输出转速的降低，实际是输出功率减小。在调速过程中，液力耦合器的原传动转速没有发生变化，假设负载转矩不变，原传动的机械功率也不变，那么输入与输出功率的差值功率那里去了呢，显然是被液力耦合器以热能形式损耗掉了。因此，我们不能简单地认为液力偶合器调速是"丢转"，而实际是丢功率。设原传动功率为pM1，输出功率为pM2，损耗功率则为液力偶合器是一种耗能型的机械调速装置，调速越深（转速越低）损耗越

大，特别是恒转矩负载，由于原传动输入功率不变，损耗功率将转速损失成比例增大。对于风机泵类负载，由于负载转矩按转速平方率变化，原传动输入功率则按转速的平方率降低，损耗功率相对小一些，但输出功率是按转速的立方率减小，调速效率仍然很低。液力耦合器的调速效率曲线如图2所示，平均效率在50%左右。

3、变频调速

变频调速是靠调节风机电动机转速来改变风机风量。按流体机械定律，风机轴功率p与转速n之间有：

在风机风量有100%下降到50%时，变频调节与风门调节相比，风机的效率平均高出30%以上，除了大量节省能源外，采用变频控制还有以下优点：电机软启动，齐全的保护功能，调速特性优良，精度高，自动化程度高，便于监测和通讯，维护方便等。

四、变频调速方案选择

由于电机电压，变频器输入电压等级不同，电动机变频调速有如下四种方案：高高，高低高，高低，低低等4类。

合理的电压等级选用，VACON工程项目经验结合VACON变频器特性一般按如下原则选用经济合理的方案：

1、400KW以下电动机380V变频器+低压电动机低—低方案

2、400KW800KW电动机690V变频器+690V电动机高低方案

3、800KW1500KW电动机低压变频器+高压电动机高—低高方案

4、1500KW以上高压变频器+高压电动机高高方案

五、投资成本与回报比较

以75吨流化循环炉为例，一般电厂6KV电压计算，引风机400KW，一次风机315KW，二次风机250KW各一台计算主要设备投资成本比较。另外，在通常设计中风门依然保留，以及电缆等成本不列入比较之中，以下成本分析旨在比较各方案的差异性。

1、风门+高压电动机控制合计成本(RMB)75万

主要设备成本(RMB)

三台高压电动机33万

7台高压控制柜42万

优点：投资成本低，系统简单

缺点：启动电流大，不节能，控制精度低，难维护，自动化程度不高。

2、液力耦合器+高压电动机合计成本(RMB)114万

主要设备成本(RMB)

三台液力耦合器30万

三个液耦执行器9万

7台高压开关柜42万

三台高压电动机33万

优点：电流小，减少电网冲击，调速稳定，节能。

缺点：投资成本高，设备维护成本高，自动化程度低，节能效果不明显。

3、低压变频器+低压电机合计成本(RMB)99万

主要设备成本(RMB)

一台1500kVA变压器15万

三台低压变频器60万