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发电厂的电怎么储存|有关发电厂电机节能改造的思考

来源:政治论文 时间:2018-04-18 点击: 推荐访问:发电厂节能改造项目

  [摘 要]本文主要结合工程实例分析了高压变频技术原理,探讨了异步电动机的调速具体实施方法,并论述了电机节能改造的意义。

  [关键词]发电厂;电机;节能改造
  中图分类号:TM921.51 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0201-01
  发电厂为现代工业发展提供了能源保障,但在电力生产过程中自身也消耗了较多能源。在过去很长一段时间里,因为受到技术条件的限制,我国很多电厂使用的电机为普通电机,能耗偏高。尤其是火电厂电力设备需要耗费较多的能源,而输出功率却不会因为机组负荷变化而变动,只能依靠挡板或阀门开度变化来调整,浪费了很多能量。八十年代后,国际上的变频技术被引入国内很多行业中,逐渐的将变频改造运用在了发电厂的高压电机中,而近年国家更是大力推广使用高效电机,节能降耗效果明显。
  1.发电厂电机使用现状分析
  本工程为A发电厂2×300Mw亚临界一次中间再热单轴双缸双排气凝汽式脱硫脱销机组,循环水为空气冷却塔自然循环系统,年平均厂用电率大约是7.23%。其中高压电机总容量约为52Mw,耗电率约为6.8%,低压电机总容量约为4.5Mw,近1.5Mw为普通电机。在这种条件下,电厂的高压电动机亟需使用变频技术来有效减少厂用电率,低压电机节能改造也具有重大的改造意义,所能取得的经济效益与社会效益相当明显。
  2.高压变频技术原理概述
  从流体力学原理可知,风机和泵类设备的输出流量是跟转速成正比的关系,输出压力是跟转速平方成正比,它的消耗功率跟转速的立方成正比。所以,一旦流量降低了l0%,电机转速就会相应降低,也会降低三成左右的电机功耗,可以通过变频调速来变化电动机的转速,最终实现风机或者泵转速的改变,最终实现流量的有效调节。
  换言之,变频改造就是以改变频率来实现电机转速的变化,最终满足实际负载要求,有效代替以前工频运行的挡板或阀门调节控制方式,实现节能降耗。使用变频调速后,电动机转轴跟负载直接相连,但电动机的供电并不是来自电网,而来自变频器,变频器最终通过变化电动机的供电频率实现电机转速的变化,可以做到较大频率范围的无级调速,并且在整个范围中都具有优异的效率和功率因数特性。使用变频改造后,异步电动机转速就是n=60f(1一s)/p(其中f是变频器输出频率,s是异步电动机转差率,P是电动机极对数)。为了构成交流电压,需要把工频电源进行技术改造,具体包括交流变直流,改变滤波,并实现直流变交流,以便实现变频器的输出端子间出现三相对称的交流电压。最终可以只需调整电压频率,便能实现高压电机的输出功率有效控制。
  3.异步电动机的调速
  从上文的异步电动机转速公式n=60f(1一s)/p可知,要有效转变电动机的转速,应该主要改变变频的速度、电动机的极对数和转差率3个因素。
  3.1 改变变频速率
  从上述公式可知,异步电动机的同步转速跟频率之间是成正比的关系,当电动机负载运行时,只需做到电源频率改变,就能做到转速的同步变化,最终有效变化电动机的转速。
  随着计算机技术与大功率电子制件的发展进步,高压变频技术也得到了长足的发展,它能通过随电动机负载变化输出频率来改变电动机转速;且频率能实现连续调解,转速也可平滑调节,具有较高的效率。
  3.2 改变电动机的极对数速度
  在电源既定的条件下,改变电动机定子绕组极对数,也能调整电动机的转速,一旦增加了电动机的极对数,转速就会出现相应的下降,所以它无法实现平滑调速,经济性也不强。
  4.高压电机的实际变频改造应用
  在空气冷却塔自然循环脱硫脱销火力发电厂中,高压电动机主要的设备包括了循环水泵、送风机、引风机、一次风机、给水泵、磨煤机、凝结水泵与脱硫吸收塔循环泵等设备。如果在机组投入使用后,对全部高压电动机都实行高压节能变频改造,需要花费较多的费用,因此,无法实施全部高压电机的变频改造,必须对电动机实行经济性分析。下表1就是A发电厂中发电机组高压电机耗电率的相关数据。
  由表1可知,电动给水泵电机功率为5100kw,正常情况下,是开启2台汽动给水泵,在启停机组和汽动给水泵故障时才运行电动给水泵,大约会耗费0.5%的电率,这主要是因为给水泵使用了液力偶合器来调整泵的转速,以便降低耗电率;引风机的电机功率是2500kw,一般情况下,是运行2台风机,耗电率大约是1.15%。送风机的功率为630kW,一般情况下是2台风机一起工作,大约会耗费0.22%的电率,因为引风机中的轴流风机所使用的是静叶调节式,而送风机中的轴流风机所使用的是动叶调节式,它们皆是借助风机风量的改变来改变耗电率的。一次风机电机的功率是1250kw,一般是2台风机共同工作,耗电率大约是0.8%。凝结水泵的功率为900kw,一般2台一起工作,会耗费0.27%的电率。循环水泵的的功率是1600kw,一般2台共同运行,耗电率是1.25%。脱硫及循环泵的功率是450kw,一般2台共同运行,耗电率是1.16%。所以,在对电厂设备实施高压节能变频改造时,必须最大限度的科学使用现有的资金,最终实现厂用电率的有效降低。
  5.高压电机节能变频改造意义
  5.1 电动机使用寿命更长
  电动机在启动时,笼条和端环中流过的电流可能会高达额定电流的5~7倍,这个损耗会导致笼条和端环的温度高达两三百摄氏度,使端环发生很大的热变形。端环的热变形会让笼条因为弯曲应力,出现笼条的断裂。而变频改造后,就会有效降低热弯曲应力,减少笼条断裂的出现,延长电机使用寿命。
  5.2 节能效果明显
  发电厂为了满足平时运行的要求,当中的主要设备,例如引风机、送风机、循环水泵和给水泵、凝结水泵等设备都是按照最大运行方式配置的,当机组处于低负荷运行时,这些设备只能靠调入口挡板的开度、泵的出口门来调节风量和水量,会造成很大的风量水量及电能浪费。而在变频节能改造后,发电厂机组在不同负荷下运行,就避免了这些浪费。A电厂对高压电机逐步进行变频改造后,循环水泵的电耗率从最高时的1.7%下降至0.9%,引风机电耗率从最高1.29%下降至0.78%,凝结水泵的电耗率从最高0.69%下降至0.17%,脱硫系统的电耗率从1.24%下降至0.56%,取得了可观的的节能经济效益。
  6.低压高效电机节能改造意义
  高效节能电机采用新型电机设计、新工艺及新材料,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率。与标准电机相比,节能高效电机功率因数一般高于0.90,损耗平均下降20%、效率提高2%-7%,超高效电机则比节能高效电机效率平均再提高2%。使用高效电机的节能效果非常明显,通常情况下效率可平均提高4%。以55Kw电机为例,高效电机比一般电机节电15�G,电费每度按0.5元计算,使用节能电机一年内靠节电可收回更换电机的费用。A电厂根据国家推广高效节能电机改造的补贴政策,对155台普通低压电机进行了更换为高效节能电机的改造,取得了良好的社会效益和经济效益。
  参考文献
  [1] 沈滢,崔东辉.浅析发电厂高压电机变频改造技术[J].内蒙古科技与经济.2011(12).
  [2] 孙盛,王彦丰.发电厂高压电机节能变频改造分析[J].内蒙古科技与经济.2009(22).

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