1、天津大港電廠的3號機組送風機原運行工況介紹： （1）天津大港電廠基本狀況介紹： 天津大港電廠是負責京津塘地區(qū)的調(diào)峰電廠，負責北京，天津電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。電廠機組運行的性質屬于電網(wǎng)調(diào)峰機組，在運行中，每日白天在高負荷時機組滿功率發(fā)電，在夜間時機組處于半發(fā)狀態(tài)。 3號機組的送風機在設計之初即采用了雙速電機系統(tǒng)，在滿負荷時采用高速送風，在半發(fā)狀態(tài)時采用低速送風。這種最初的設計雖然具有一定的節(jié)以能效果，但是有著轉速波動大，切換時對機組鍋爐燃燒影響劇烈火，同時發(fā)電機組在未滿發(fā)狀態(tài)，而需送風機的風量處于低速風量閾值以上時，必須用高速送風，浪費了大量的能源。 從節(jié)能降耗和穩(wěn)定機組鍋爐燃燒的要求出發(fā)，對3號機組進行高壓變頻調(diào)速改造，采用國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權的多電平單元串聯(lián)電壓源型高壓變頻器進行技術改造。 （2）3號機機組的送風機的參數(shù)： ●電動機參數(shù)： 型 號： MVTD — PAM560L6/8S 額定功率： 950/400 KW 額定電壓： 6 KV ±10% 額定電流： 115.5/63.7 A 額定轉速： 984/742轉/分 數(shù) 量： 2 臺 ● 風機參數(shù)： 型 號：雙面進風翼型雙速離心式風機 制造廠： FRANCO TOSI INDUSTRIALE ● 電源參數(shù)： 額定電壓： 6.3 KV 控制電源電壓: 380V AC 電壓正常變化范圍: （+10%～-10%）Un 電動機成組自起動,母線電壓: 65%Un 最大一臺電機起動,母線電壓: 80%Un 額定頻率: 50Hz 頻率變化范圍: 50±2.5Hz 6KV母線側短路電流: 40KA（有效值） 中性點: 小電流接地系統(tǒng) ● 3號機組送風在運行參數(shù): 在本文中,對3號機組的運行參數(shù)以每天的平均參數(shù)提供: 3號機組A送風機平均風量650噸/小時,運行平均電流45A,電壓6000V。 3號機組B送風機平均風量650噸/小時,運行平均電流46.55A,電壓6000V。 2、風機調(diào)速改造的節(jié)能原理分析 （1）風機的相似理論 風機的流量，運行壓力，吸收軸功率這三個基本參數(shù)與轉速間的運算公司極其復雜，同時風機類負荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化，在工程一般根據(jù)風機的運行曲線，進行大致的參數(shù)運算，稱之為風機相似理論： Q / Q0 = n / n0 H / H0 = （ n / n0 ）2（ ρ / ρ0 ） N / N0 = （ n / n0 ）3（ ρ / ρ0 ） 式中： Q —— 風機流量 H —— 風機全壓 n —— 轉速 ρ—— 介質密度 N —— 軸功率 風量Q與電機轉速n成正比。（Q∝n） 風壓H與電機轉速n的平方成正比。（H∝n2） 軸功率N與電機轉速n的立方成正比。（N∝n3） （2）風機在額定工況下運行的特性曲線 離心式風機特性曲線（β=90º） ⑴H—Q曲線：當轉速為恒定時，表示風壓與風量間的關系特性。 ⑵N—Q曲線：當轉速為恒定時，表示功率與風量間的關系特性。 ⑶η—Q曲線：當轉速為恒定時，表示風機的效率特性。 從中可以看出，風機的軸功率和風壓相交處即為效率最高點。 （3）電動機容量的計算： 其中： P——風機電動機所需的輸出軸功率（kW）； Q——風機風量（m3/s）； H——風機風壓（kg/m2）； ——傳動裝置的效率；直接傳動為1.0，皮帶傳動為0.9～0.98,齒輪傳動為0.96～0.98。 ——風機的效率； 102 ——由kg•m/s變換為kW的單位變換系數(shù)； （4）通過改變風機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對風機的風量的調(diào)節(jié) 這種辦法是通過調(diào)節(jié)擋風板的開關程度來實現(xiàn)的， 不同管網(wǎng)的特性曲線風機風量的特性曲線 如圖所示。 風機檔風板開度一定時，風機在管網(wǎng)特性曲線R1工作時，工況點為M1，其風量、風壓分別為Q1、H1，其輸出流量是Q1。 將風機的擋風板關小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2，工況點移至M2，風量、壓力變?yōu)镼2、H2，其輸出流量是Q2。 將風機的擋風板再關小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3，工況點移至M3，風量、壓力變?yōu)镼3、H3，其輸出流量是Q3。 從上面的曲線分析，通過調(diào)速風機檔風板的開度，管網(wǎng)的特性參數(shù)將發(fā)生，輸出流量發(fā)生變化，這樣就達到了在定速運行時調(diào)節(jié)風機輸出流量的目標。 在調(diào)節(jié)風機流量的過程中，而風機的性能曲線（H—Q曲線）不變，工況點沿著風機的性能曲線（H—Q曲線）由M1移到M2，特性曲線由R1變?yōu)镽2，風機輸出流量由Q1變?yōu)镼2，這種方法結構簡單，操作容易。目前多數(shù)風機都采用這種方法，但是由于風機的內(nèi)部壓力由H1變?yōu)镠2，這樣，在流量減少的同時，壓力同時上升，在壓力消耗了大量的無效軸功率，極大地降低了風機的轉換效率，浪費了大量的能源。 （5）通過改變風機的轉速來實現(xiàn)對風機的風量調(diào)節(jié) 在風機的管網(wǎng)特性不變，風機葉片角度不變的情況下，改變風機的轉速，使風機的特性曲線（H—Q曲線）平行移動，工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動，達到調(diào)節(jié)風量的目的。 不同風機的轉速時風機風量的特性曲線 當風機轉速為n1時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M1點，其風量、風壓分別為Q1、H1。 當風機轉速為n2時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M2點，其風量、風壓分別為Q2、H2。 當風機轉速降低，流量降低的同時，風機的壓力也同時隨之降低，這樣，在調(diào)低流量的同時，風機內(nèi)部壓力也隨之下降，具有極好的節(jié)電效果。這種方法不必對風機本身進行改造，轉速由外部調(diào)節(jié)，風機風檔可處于最大點保持不變，并能實現(xiàn)無極線性調(diào)節(jié)風量，適合于需要風機進行連續(xù)運行，連續(xù)調(diào)節(jié)的場合。 （6）、采用改變風機轉速調(diào)節(jié)流量與采用改變風機檔板調(diào)節(jié)流量消耗功率的差值 采用改變風機轉速和改變管網(wǎng)特性進行風機輸出流量的調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)相同流量的時候，其風機的特性曲線（H—Q曲線）變化不同，二種調(diào)節(jié)方法的運行工況點也不同其運行的對比圖如下 風機轉速調(diào)節(jié)與檔板調(diào)節(jié)的特性曲線對比 ●在額定流量Q1時： 風機檔板為額定開度，其管網(wǎng)特性曲線為R1，風機轉速為額定轉速，其特性曲線為n1，此時風機處于額定出力的狀態(tài)，轉速調(diào)節(jié)和檔板調(diào)節(jié)的工況點重合，處于M1點，此時兩種調(diào)節(jié)方式的消耗軸功率是相同的。 ●在運行中需輸出風量Q2時調(diào)速運行風機消耗軸功率： 調(diào)節(jié)風機轉速將風量調(diào)為Q2，這時風機的特性曲線（H—Q曲線）平行下移，工況點處于M2點，風機壓力變?yōu)镠2，風壓風量同時下降。其消耗的軸功率為 ●在運行中需輸出風量Q2用檔板調(diào)節(jié)風量時風機消耗軸功率： 調(diào)節(jié)風機檔板改變管網(wǎng)特性，將風量調(diào)為Q2，這時風機的特性曲線（H—Q曲線）不變，管網(wǎng)特性曲線由R1變化到R2，與n1時的風機特性曲線相交于M3，此時風量為Q2，風壓為Hf，在曲線上看出，Hf＞H1，雖然風量下降了，但是風壓卻上長了，其消耗的軸功率為 ●用速度調(diào)節(jié)風量時風壓的變化 H2 = H1（ n / n0 ）2（ ρ / ρ0 ） ●用檔板調(diào)節(jié)風量時風壓的變化 Hf ＞ H1 ●檔板調(diào)節(jié)與轉速調(diào)節(jié)消耗軸功率的差值： 由于在運行時，用轉速調(diào)節(jié)流量時， H2 << H1,在工程計算中，將檔板風壓變化忽略。 Hf ≈ H1 檔板調(diào)節(jié)與轉速調(diào)節(jié)消耗軸功率的差值： 將 H2 = H1（ n / n0 ）2（ ρ / ρ0 ）與Hf ≈ H1 代入上式可得： △P ≈ P3 [1 - （ n / n0 ）2（ ρ / ρ0 ）] ３、天津大港電廠3號機組送風機高壓變頻器調(diào)速改造過程及效果： （1）高壓變頻器選型： 天津大港電廠從技術，應用，實力等多方面考察，為3號機組送風機選用JZHICON-1A高壓變頻器二套，技術參數(shù)如下： 使用標準： Q/JZ026-2002 型 號： JZHICON-1A-6/120 生產(chǎn)廠家： 哈爾濱九洲電氣股份有限公司 額定輸入電壓/允許變化范圍： 6±15Kv 額定容量： 1250kVA 額定輸入頻率/允許變化范圍： 50Hz±5% 輸入功率因數(shù)： ≥0.95 控制方式： DCS 噪聲等級： 強制風冷 模擬量信號： 兩路4～20mA設定 開關量信號： 12路繼電器干接點 防護等級： IP30 人機界面： 中文彩色液晶觸摸屏 UPS型式及參數(shù)： 掉電可維持控制系統(tǒng)運行30分鐘 （2）設備安裝調(diào)試： 2006年11月5日，在九洲公司的技術人員指導下，進行高壓變頻器的安裝。在高壓變頻器安裝完成后，進行了各項目的測試與試驗，均符合技術協(xié)議要求，于11月19日3號機組點火發(fā)電，高壓變頻器調(diào)速控制的送風機正式投入運行。 （3）變頻調(diào)速運行后3號發(fā)電機組運和參數(shù)： 3號機組A送風機平均風量650噸運行時電流15.8A。 3號機組B送風機平均風量650噸運行時電流16.5A。 （4）每天節(jié)電量： 3號機組A送風機：PD = PH ＊ 24 = 253.90 ＊ 24 = 6093.6 （kwh） 3號機組B送風機：PD = PH ＊ 24 = 261.1 ＊ 24 = 6266.4 （kwh） （5）每年節(jié)電量： 3號機組A送風機：PAN = PD ＊ 330 = 6093.6＊ 330 = 2010888 （kwh） 3號機組B送風機：PAN = PD ＊ 330 = 6266.4 ＊ 330 = 2067912 （kwh） （6）3號發(fā)電機組送風機變頻調(diào)速運行的節(jié)能效益： 按照每kwh 電價0.361元計算,得： 每年節(jié)的的經(jīng)濟效益： 3號機組A送風機： 0．361 ＊ 2010888 = 725930.568 （元） 3號機組B送風機： 0．361 ＊ 2067912 = 746516.232 （元） ４、結束語： 通過大港電廠對3號機組進行國產(chǎn)高壓變頻器調(diào)速改造，在改進機組運行工況的同時，同時取得了良好的經(jīng)濟效益。 中國是在能源緊缺的情況下大量地浪費能源，同時國外對高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子產(chǎn)品對進行不斷的進行升維，并不斷地向國內(nèi)高價銷售，獲得高額的利潤，同時使我國的大型工業(yè)領域的調(diào)速技術受制于國外。 在自主創(chuàng)新，占領科技高端的精神帶動下，具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)大功率與超大功率高壓變頻的技術不斷成熟，在中國的大型工業(yè)領域內(nèi)的電動機調(diào)速應用越來廣泛，并開始進入原來由國外的高壓變頻器壟斷的領域。使高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子的高科技產(chǎn)品將在我國能源高效利用的領域得到更加廣泛的應用。