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循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機組廠用電率高達12％左右，明顯地抵消了cfb鍋爐燃燒效率高、排放污染低、煤種適應(yīng)性強等優(yōu)勢。隨著我國cfb鍋爐大型化的快速發(fā)展，廠用電率高的問題越來越突出；如果不盡快解決這一問題，則成為制約cfb鍋爐大型化發(fā)展的瓶頸。在設(shè)計上積極采用變頻調(diào)速技術(shù)（高壓變頻裝置及低壓變頻裝置）、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)，業(yè)主積極調(diào)研變頻等調(diào)速技術(shù)在電廠應(yīng)用中遇到的問題及解決辦，法，在設(shè)計階段抓好這些節(jié)能工作可使cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電率降到接近同類型煤粉爐發(fā)電機組的程度。按135mw機組計每年因此可節(jié)約電量近3000萬度，價值近千萬元

1變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用中的節(jié)能分析

1.1變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展狀況

在電力生產(chǎn)中，泵與風(fēng)機類轉(zhuǎn)動設(shè)備應(yīng)用較多，其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護、維修費用占到生產(chǎn)成本的7%~25%。隨著電力體制改革的不斷深入，競價上網(wǎng)的不斷推廣，節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和電廠競爭力的重要手段之一。變頻調(diào)速技術(shù)順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個節(jié)能降耗新時代。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。選用變頻系統(tǒng)的同時可通過與dcs的智能接口，實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的自動控制。

1.2變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能分析

通常在電力生產(chǎn)中最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)閥門、風(fēng)門、擋板開度的大小來調(diào)整泵與風(fēng)機類轉(zhuǎn)動設(shè)備。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機都要按額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以閥門、風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護、維修費用高居不下。風(fēng)機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）易操作、免維護、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點；因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門、液偶的控制方案。通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量q，壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系：q∝n，h∝n2，p∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟，設(shè)備運行工況也將得到明顯改善。

1.3與滑差調(diào)速相比

滑差調(diào)速的控制方式比較典型可靠，但其存在著調(diào)速精度差、范圍窄、線性不好、能耗高等缺點，而變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點正好克服了傳統(tǒng)滑差調(diào)速系統(tǒng)的不足，具有效率高、無轉(zhuǎn)差損耗、調(diào)速范圍寬、特性硬、精度高、起制動方便靈活、能耗小的特點，既具有交流感應(yīng)電機的長處，又具有直流電機的調(diào)速性能，有非常顯著的可靠節(jié)能效果。與傳統(tǒng)的滑差電機相比變頻調(diào)速系統(tǒng)更有維護量小、啟動電流小、系統(tǒng)功能較為完善、給操作人員提供了便利等優(yōu)勢。

2廣泛應(yīng)用高、低壓變頻技術(shù)

生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等采用380v電機的設(shè)備可應(yīng)用低壓變頻技術(shù)進行變頻調(diào)速。采用6kv電機的泵與風(fēng)機可應(yīng)用高壓變頻技術(shù)，可取得明顯效果。

以大型440t/h級cfb鍋爐發(fā)電機組為例：可設(shè)計安裝多套高壓變頻裝置(如一次風(fēng)機6kv、1400kw，引風(fēng)機6kv、1250kw，二次風(fēng)機6kv、710kw，播煤增壓風(fēng)機6kv、250kw，凝結(jié)水泵6kv、280kw，給水泵6kv、3400kw，循環(huán)水泵6kv、800kw)?？稍O(shè)計安裝多套低壓變頻裝置(4-6套計量皮帶給料機，5套羅茨風(fēng)機，1套石灰石加料機，2套冷渣機，2套點火增壓風(fēng)機，生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等水泵，2套點火增壓風(fēng)機)。當采用以上措施在發(fā)電機組正式投產(chǎn)后，廠用電率可下降到9％以下，可與同類煤粉爐的廠用電率相當，這樣就有效地克服了cpb鍋爐廠用電率高的缺陷。

實踐證明，變頻器用于風(fēng)機、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護、維修費用，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。

3積極應(yīng)用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)

近幾年內(nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，產(chǎn)品有大、中容量6kv、10kv電壓等級。斬波內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制電動機轉(zhuǎn)子（繞線式）感應(yīng)電流，從而控制轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩，達到調(diào)速目的。與變頻調(diào)速相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)接于電機轉(zhuǎn)子回路，工作電壓低，運行穩(wěn)定可靠，且在低速下仍能保持較高的功率因數(shù)，效率較高；與傳統(tǒng)調(diào)速方法相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速時不用改變電機接線即可實現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，不需額外增加開關(guān)，改善開關(guān)運行工況，對高壓電機具有重要意義；內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用逆變回路將轉(zhuǎn)子剩余能量反饋回電源系統(tǒng)，不消耗電能，效率特高。斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機系統(tǒng)改變傳統(tǒng)風(fēng)機、泵類啟動及流量調(diào)節(jié)模式，根據(jù)負荷情況降低流量的同時能夠降低電機輸出功率達到節(jié)能目的，并能實現(xiàn)電機的軟啟動。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，取代風(fēng)門、擋板、閥門流量控制。通過傳感器將有關(guān)物理量送入微機監(jiān)控系統(tǒng)還可實現(xiàn)自動調(diào)速，并具有故障記憶知檢功能，能夠大大提高生產(chǎn)自動化管理水平。

通過對采用此種技術(shù)的電廠考察發(fā)現(xiàn)，斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機具有較好的節(jié)能效果，，采用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機在調(diào)速工況下可節(jié)電40%以上，實際使用證明可明顯減低諸多風(fēng)機、水泵的廠用耗電量,年節(jié)電顯著。早期設(shè)備元器件質(zhì)量有待提高，曾因元器件燒壞導(dǎo)致系統(tǒng)停運，但調(diào)速系統(tǒng)停運不影響電機正常運行。近期設(shè)備此類事故明顯減少，且該產(chǎn)品售后服務(wù)較好，事故發(fā)生后一天內(nèi)一般都能到達現(xiàn)場無償維修?？偟目磥韮?nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)具有一定的先進性，有很大的采用價值和顯著的經(jīng)濟效益。

4在系統(tǒng)設(shè)計方面降低廠用電耗

在設(shè)計初期應(yīng)仔細考慮降低廠用電耗方面的工作，cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電水平就可接近煤粉鍋爐發(fā)電機組。在電廠設(shè)計初期設(shè)計單位應(yīng)與鍋爐廠、輔機制造廠以及兄弟設(shè)計院進行廣泛交流，討論諸如輔機容量選擇、系統(tǒng)配置、阻力計算等若干方面的問題，為廠用電的降低打好良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

在風(fēng)機選型方面進行優(yōu)化。先由鍋爐廠提出一個較準確的阻力計算值（不含任何裕量），最后進行整個煙風(fēng)系統(tǒng)阻力計算后，統(tǒng)一按《大火規(guī)》考慮其裕量，可避免重復(fù)計算裕量后帶來的風(fēng)機、偶合器及電機等不在高效區(qū)運行的狀況發(fā)生，可有效降低電耗。同時應(yīng)注意《大火規(guī)》中循環(huán)流化床部分風(fēng)機的流量及壓頭裕量規(guī)定的遠比常規(guī)煤粉爐送、引風(fēng)機規(guī)定的裕量大的多，應(yīng)進行廣泛調(diào)查合理選擇，以便使風(fēng)機在高效區(qū)運行。

采用新型可靠的出渣方式。將鍋爐廠習(xí)慣配套的風(fēng)水聯(lián)合流化床冷渣器改為滾筒式冷渣器或鋼帶式冷渣器，渣系統(tǒng)電耗可從330-400kw降至100-200kw，廠用電降低（節(jié)能效果）顯著。

根據(jù)來煤細度決定是否需要粗級破碎，最好設(shè)計一級篩分系統(tǒng)，既保證了鍋爐的粒度要求，又有效地防止了過破碎，還在一定程度上降低了廠用電。

在電廠總體布置上采取措施降低能耗。⑴在爐側(cè)就近布置渣庫，在兩爐之間布置石灰石粉庫，縮短輸送距離，降低電耗；⑵一、二次風(fēng)機靠近空氣預(yù)熱器布置，降低了風(fēng)道阻力從而降低電耗；⑶灰?guī)觳贾迷趶S區(qū)內(nèi)且距電除塵較近，大大降低氣力除灰系統(tǒng)的電耗。

鍋爐制造廠的鍋爐本體設(shè)計對廠用電的影響較大。在設(shè)備招議標時應(yīng)對比風(fēng)量、風(fēng)速等各種參數(shù)的差異并考慮對廠用電的影響。

5結(jié)論

循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機組廠用電率高達10-12％，明顯地抵消了cfb鍋爐的諸多優(yōu)勢。廠用電率高的問題已成為制約cfb鍋爐大型化快速發(fā)展的瓶頸。如在設(shè)計上廣泛采用變頻、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機等高低壓調(diào)速節(jié)能技術(shù)，同時在鍋爐本體設(shè)計、系統(tǒng)配置、輔機選型等方面采取有效措施后，可使cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電率降到接近同類型煤粉爐發(fā)電機組的程度，與采用濕法煙氣脫硫裝置的同類型煤粉爐發(fā)電機組的廠用電水平相當。

參考文獻

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