金 国 祥
(湖州加怡新市热电有限公司)
一.引言
随着经济改革的不断深入,市场竞争日益加剧。我们热电行业的煤炭价格起伏不定,企业成本不断加剧。节能降耗已成为降低生产成本的一种重要手段,也成为一个企业求生存、谋发展中一个永恒的主题。
二.设备情况概述
本公司于2006年3月投产的循环流化床锅炉(UG35∕3.82-M34)以其低消耗、高效率,一直作为本公司的主力运行设备。该锅炉所配置的大功率风机主要有一、二次风机和引风机,且在设计安装时各风机采用降压软启动和风门挡板节流调节的调整方式,这样不论生产需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化,则使得以风门挡板的节流损失消耗掉了。自该炉投入运行以来,厂用电率比之前有了明显的上升。
三.运行工况分析
公司对该锅炉的风机进行了运行参数分析,实际运行情况列表如下:
从上述表中可以看出一次风机无论在风量还是在加风压上富裕系数相对较小,改造价值不大。而引风机及二次风机余量较大,根据风机有效输出功率计算,该锅炉在额定负荷下二次风机、引风机实际负载匀不足60%,而电机设计的最佳负载为80%-90%,所以该炉两台风机电机效率较差。由于本公司供热负荷日、夜变化较大,白天能在额定工况下运行,到后半夜,该炉也要在相对较低负荷下运行,此时风机的运行效率比上述的数据还要差。
四.节能改造
根据以上对两台风机运行效率低、能耗高的原因分析,而变频调速技术能有效地减少这种情况,使电能利用率得到很大提高,通过变频调节可以根据电机负载的变化实际自动、平滑的增速或减速。为此公司决定对该锅炉的引风机及二次风机进行变频改造,考虑到引风机为6极电机,在工频下转速只有700多转∕分,在变频改造后恐转速更低而影响电机的散热,因此对电机的冷却风扇进行单独的工频供电改装,并与变频器联锁保护,变频器采用德力西CDI900-G200T4型产品;拆装原备用设备上三菱变频器FR-F740-S90K-CHT移至二次风机上。为了使引风机在变频器故障时也能够运行,保留原降压起动装置作为辅助启动装置,当变频器发生故障时,引风机可以转到工频状态继续运行。 该炉在春节检修期间改造完毕,于今年2月13日投入使用。
五.运用效果
实践证明,该炉在二次风机、引风机投用变频调速替代进口风门挡板节流调节方式以来,取得了许多显著的效果。
1.节能效果明显。风机改造前后情况比对,见下表:
改造后,厂用电明显下降,在锅炉出力基本相同情况下,厂变电流(高压侧)由原来的50A左右下降至42A左右,实际每天可节约厂用电2000度左右。改造至今,该锅炉实际运行小时已超过6000小时,节电50余万度,直接经济效益在25万元以上,而当时投入的改造总费用不到10万,已远远收回成本,节能降耗效果明显。
2. 改善了启动性能。改造前由于风机采用降压软启动,启动电流仍很大,特别在系统电压较低时,启动时厂用电压只有350-360V,使离厂用配电较远的设备(如煤场行车、吊机等)工作时因欠压出现误动现象;采用变频启动后,启动电流从0逐渐上升到额定值,不会对电网产生冲击。因此改善了启动安全性能。
3. 提高了控制精度。变频器可以直接通过改变频率控制风机转速来控制风量,调整方便。特别是锅炉负荷变化较大时,远比档板调节精度高。由于提高了控制精度,使锅炉的燃烧调整更加稳定,避免或减轻了档板调节使炉膛负压变化大,燃烧不稳定的现象。
4.延长了设备使用寿命。使用变频器后,取消了档板调节,使风压波动减少,从而减少了风道振动,减轻轴承磨损。由于电机转速低,转矩小,这样等于提高了运行设备的安全系数,有利于机组的长期安全运行,也延长了风机、电动机等设备的使用寿命。
六. 结束语
实践证明,变频器用于风机类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显。