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变频调速改造将成电厂节能重要路径
发表时间：2022-12-29 点击：144
作 者：佚名 来 源：中国能源新闻网
作 者：佚名 来 源：中国能源新闻网
“火电在我国电力供应的支柱地位短期内不会有大的改变，但是火电不可避免地要排放二氧化碳，与我国‘双碳’目标有矛盾，如何缓解这一矛盾？就是对煤电机组进行节能降碳、灵活性改造以及供热改造，也就是现在国家推行的‘三改’联动政策。在煤电机组进行改造的过程中，尽可能地降低电厂的厂用电率，将发电机产生的电力更多的输送给电网，对风机、水泵等大的用电设备的运行能效进行监测，并在不同工况条件下进行运行优化，为电厂节能降耗，成为电厂改造中的重要环节。”近日，在2022工博会汇川技术云上峰会能源圆桌论坛上，中电联科技开发服务中心技术支持部主任工程师李建锋表示。
本场论坛特设电力专场，以“电厂绿色转型下的新技术、新应用、新业态”为主题，邀请到了业内知名专家、电厂、企业代表，共话“双碳”目标下燃煤电厂绿色转型之路，从电厂变频节能改造入手，为电厂提质增效建言献策。
2022工博会汇川技术云上峰会能源圆桌论坛电力专场论坛
变频调速成电厂“节流”利器
“从电厂自身‘节流’的角度，就是尽可能地降低电厂的厂用电率。目前燃煤电厂的厂用电构成中，泵与风机的耗电率是最大的两个方面。降低二者的厂用电率，电厂目前采取的技术措施有，一是给水泵或引风机采用汽轮机驱动，其中采用主汽轮机直接驱动给水泵方式的节能效果比较理想；另一方面是对风机、水泵进行变转速调节，这一点对于当下电厂节能尤为必要。因为燃煤机组今后更多的将为新能源进行调峰，这样不可避免地会有较长的时间运行在低负荷区间，因此如果风机、水泵采用节流方式调节的话，节流损失太大，采用调速的方式进行调节是比较合理的。”李建锋表示。
他介绍说，目前可供选择的技术设备有液力耦合器、变频器和永磁调速器，液力耦合器在低转速时的传动损失较大，节能效果会受到一定的影响；变频和永磁调速的方式都比较好，均具有高效节能的优点。据不完全统计，我国大约有2500多台100兆瓦及以上容量燃煤发电机组，一般一台煤粉锅炉机组配有6台三大风机，流化床锅炉机组可能还要再增加2台高压流化风机；除了给水泵外，功率较大的水泵还有2台循环水泵和2台凝结水泵，这些流机设备均有安装变速调节的潜在需求，因此，如果电厂的这些流机设备均安装了变速调节设备，在电厂机组调峰过程中，每年的节电潜力将非常可观。
轴流动叶可调风机变频改造或是理想选择
那么如何为风机等设备进行变频调速？何为理想技术路线？李建锋在当天的论坛上表示：“目前有一种路线，就是轴流动叶可调风机变频改造路线。传统上认为动叶可调风机可以通过调整风机叶片的迎角来改变流量或运行效率，不需要加装调速设备。但是目前有电厂实践表明，通过对轴流动叶可调风机加装变频器，节电效果非常明显。如果再对风机进行性能监测，以动叶调整耦合转速调节，在满足锅炉风量或烟气量需求的情况下，对风机的运行效率进行寻优，完全可以进一步降低风机电耗。”
前不久，白山热电有限责任公司2×300兆瓦机组锅炉动调引风机变频改造项目完成，并且具有显著的节能效果。在此次论坛上，国家电投白城发电公司设备部主任王健表示：“‘双碳’目标下，吉电股份公司一直致力于节能减排，重点对燃煤机组进行降煤耗改造，这项工作主要从两方面展开，一是提高机组热机运行效率，减低煤耗指标，例如汽轮机通流改造和汽轮机冷端优化等；二是降低机组发电厂用电率。燃煤机组在发电过程中有给水泵、凝结水泵及送引一次风机等厂用电率大户，近年来随着新能源装机规模的增加，火电机组调峰时段日益增多，机组负荷较低时重要富集存在较大节能空间，白城热电近两年分别进行了给水泵和动调风机改造，改造后全年单机组降低厂用电率约为0.84个百分点，实践也证明重要辅机在机组调峰时有较大节能空间。”
深圳市汇川技术股份有限公司能源研发部总工陈实表示：“汇川技术针对电厂行业打造了动调风机的变频调速方案，通过将风机的动叶的调整和变频器调速有机结合，引入工艺卡或工艺包的方案，可以让风机在运行过程中做到自动寻优，做到效率提升的最大化；此外，还有高低压永磁电机在电厂中变频调速的应用方案，相对异步电机，永磁电机具有效率高的特点；汇川技术推出的多泵的变频启动切换方案，应用变频同步切换技术、快速飞车启动技术，可以实现多泵的变频切换，做到现场工艺的无扰动以及节能的提升。”
数字化技术助力变频改造更“智慧”
未来，电厂变频改造离不开数字化技术的加持。针对这个问题，李建锋认为，在变频器数字化方面，如果能够通过数字化技术，采集变频器或风机水泵运行中的各项参数，并进行自动处理与分析，实现对变频器或风机水泵的运行可靠性进行监控，比如轴的振动等，对设备故障进行预警，降低其故障发生率，这个还是很有必要的。
“利用数字化技术手段，一方面建议完善火电机组主辅机设备运行数据统计功能，为以后节能改造提供数据分析支撑，让节能项目数据和节能指标测算更加准确。另一方面应助力安全生产，实现机组设备运行工况统计，例如设备温度、振动等重要信息采集，为生产提供设备诊断依据，实现安全生产智慧化管理。”王健表示。
陈实认为，未来数字化是大势所趋。工厂自动化如何过渡到数字化，一是节能，“双碳”背景下，节能环保是设备要完成的使命。节能环保数据的监控与优化控制是做数字化的第一要务。二是设备的优化控制，设备的智能运维，设备的安全，节能数据都是基于时间的概念，如果设备不能长期有效的工作，节能降耗和环保都无从谈起。这两方面不仅需要借助于前端的传感技术来实现，还需要借助国产工业网络技术的提升，通过云端AI、大数据分析诊断，对节能降耗进行分析，找到一条更加节能的系统优化方案。汇川技术自主研发的工业网络技术也在发展，借助工业网络和数字化设备，可以大大提升工业数字化水平。
责任编辑：谢峰
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