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)的調峰電廠，負責北京，天津電網的穩(wěn)定運行。電廠機組運行的性質屬于電網調峰機組，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，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速改造，采用國內具有自主知識產權的多電平單元串聯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： ●電動機參數： 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 量： 2 臺 ● 風機參數： 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： 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 ● 3號機組送風在運行參數: 在本文中,對3號機組的運行參數以每天的平均參數提供: 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)境變化參數也隨之變化，在工程一般根據風機的運行曲線，進行大致的參數運算，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； （4）通過改變風機的管網特性曲線來實現對風機的風量的調節(jié) 這種辦法是通過調節(jié)擋風板的開關程度來實現的， 不同管網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，通過調速風機檔風板的開度，管網的特性參數將發(fā)生，輸出流量發(fā)生變化，這樣就達到了在定速運行時調節(jié)風機輸出流量的目標。 在調節(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。目前多數風機都采用這種方法，但是由于風機的內部壓力由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對風機的風量調節(jié) 在風機的管網特性不變，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，工況點將沿著管網特性曲線移動，達到調節(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，在調低流量的同時，風機內部壓力也隨之下降，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，轉速由外部調節(jié)，風機風檔可處于最大點保持不變，并能實現無極線性調節(jié)風量，適合于需要風機進行連續(xù)運行，連續(xù)調節(jié)的場合。 （6）、采用改變風機轉速調節(jié)流量與采用改變風機檔板調節(jié)流量消耗功率的差值 采用改變風機轉速和改變管網特性進行風機輸出流量的調節(jié)，在調節(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 風機轉速調節(jié)與檔板調節(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)，轉速調節(jié)和檔板調節(jié)的工況點重合，處于M1點，此時兩種調節(jié)方式的消耗軸功率是相同的。 ●在運行中需輸出風量Q2時調速運行風機消耗軸功率： 調節(jié)風機轉速將風量調為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用檔板調節(jié)風量時風機消耗軸功率： 調節(jié)風機檔板改變管網特性，將風量調為Q2，這時風機的特性曲線（H—Q曲線）不變，管網特性曲線由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 ●用速度調節(jié)風量時風壓的變化 H2 = H1（ n / n0 ）2（ ρ / ρ0 ） ●用檔板調節(jié)風量時風壓的變化 Hf ＞ H1 ●檔板調節(jié)與轉速調節(jié)消耗軸功率的差值： 由于在運行時，用轉速調節(jié)流量時， H2 << H1,在工程計算中，將檔板風壓變化忽略。 Hf ≈ H1 檔板調節(jié)與轉速調節(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，技術參數如下： 使用標準： Q/JZ026-2002 型 號： JZHICON-1A-6/120 生產廠家： 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： ≥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： 掉電可維持控制系統運行30分鐘 （2）設備安裝調試： 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，均符合技術協議要求，于11月19日3號機組點火發(fā)電，高壓變頻器調速控制的送風機正式投入運行。 （3）變頻調速運行后3號發(fā)電機組運和參數： 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號機組進行國產高壓變頻器調速改造，在改進機組運行工況的同時，同時取得了良好的經濟效益。 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代電力電子產品對進行不斷的進行升維，并不斷地向國內高價銷售，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，具有自主知識產權的國產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)領域內的電動機調速應用越來廣泛，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代電力電子的高科技產品將在我國能源高效利用的領域得到更加廣泛的應用。