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一、前言 火力发电厂既是电能生产企业，也是耗能大户，要提高发电厂综合效益，必须降低厂用电率和发电煤耗。由于电的能价比高，在资金有限的情况下，积极引进节电项目能创造更大的效益。如大家所知，火力发电厂辅机出力随发电机负荷的大小而变化，一次风机、凝结水泵作为主要辅机，基本上采用控制挡板或阀门的开度来调节，而作为电动机消耗的能量变化则不大，以致于造成很大一部分能量损耗。改为变频调节后，通过改变电机转速控制压力，实现调整需要，减少节流损失，最终达到节电目的。现以广西来宾电厂变频改造项目为实例，说明变频装置在电力行业技术改造中的广阔应用前景。 二、改造方案 现以一次风机为例说明，为了充分保证系统的可靠性，一次风机采用一拖一方式，其原理图如下： 高压电源经用户开关柜QF到刀闸柜，经输入刀闸QS1到高压变频装置，变频装置输出经出线刀闸QS2送至电动机；高压电源还可经旁路刀闸QS3直接起动电动机。进出线刀闸QS2和旁路刀闸QS3的作用是：一旦变频装置出现故障，即可马上断开进出线刀闸QS2，将变频装置隔离，手动合旁路刀闸QS3，在工频电源下起动电机运行。QF保留用户原断路器，QS1、QS2、QS3安装在一个刀闸柜中与变频装置配套供货。QS2与QS3之间通过机械闭锁，防止误操作。 |
三、经济效应分析
1）直接收益
广西来宾共2台300MW机组分别为3#与4#，其中每台机组各配有2台一
次风机，2台凝结水泵，2台排粉风机。
为了摸准机组变频改造前后的效益，我公司特排专人到广西来宾电厂对3#机组进行了改造后效益测试，测试参数主要为运行电流。测试时将风门全开，随着机组负荷变化，通过调节转速来控制机组需要的风压。本次测试选取了2个测试点：200MW、300MW。（详见下表）
一次风机参数节能计算
①电机参数：
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电机形式 |
鼠笼式异步 |
电机型号 |
YFKK500－4 |
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额定电压 |
6 KV |
额定功率 |
630 KW |
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额定电流 |
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额定转速 |
1480 r/min |
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功率因数 |
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绝缘等级 |
F |
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防护等级 |
IP54 |
调节方式 |
液偶调节 |
②实际运行参数：
当发电负荷200MW时：液偶输出转速860. 7 r/min，电机电流
当发电负荷300MW时：液偶输出转速912.27r/min，电机电流
③计算依据
根据液偶的输入转速
，输出转速
，可得节能率
，
为变
频器效率损耗和液偶的损耗。
当发电负荷在300MW时，
变频改造前：
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P前＝1.732×U×I×cosφ＝1.732×6kV×37.42×0.75＝292 kW |
变频改造后：
一次风机节电率
＝（1480－912.27）/1480－9％＝29.3％
考虑变频器的损耗（一般4％左右）和液偶的损耗（一般5％左右）
节电功率ΔP＝P前×29.3％＝85.5KW
一次风机年节约电费为：
F=ΔP×6000×0.3618＝18.55万元
另外，3＃机组一次风机(6KV 630KW) 共2台，即年节约电费18.55万元×2＝37.1万元。
（年运行时间按6000小时计算，电费按0.3618元/KWh）
说明：以上节能是在不拆除液偶的情况下的节能计算。如果将液偶拆除，在电机和一次风机之间直接用直轴连接，此种方式节能效果会更加明显
④我们对3＃机组2台凝结水泵(6KV1000KW)，2台排粉风机（6KV630KW）也做了节能计算，其中凝结水泵工频功率为858KW，节能率为29.6％，年节约电费55.15万元×2＝110.3万元；排粉风机工频功率为337KW，节电率为25%，年节约电费18.3万元×2=36.6万元。
2）间接效应
①变频改造后，实现电机软启动，启动电流小于额定电流值，启动更平滑。
②电机以及负载转速下降，系统效率得到提高，取得节能效果。大大减少了对设备的维护量，节约了人力物力资源。
③由于电机以及负载采用转速调节后，工作特性改变，设备工况得到改善，延长设备使用寿命。
④功率因数由原来的0.8左右提高到0.95以上，不仅省去了功率因数补偿装置，而且减少了线路损耗。
⑤厂房设备噪声污染将降低。
⑥负载改变频后，由于变频器采用单元串联移相技术，因此在理论上可以消除35次以下谐波。由于实际制造工艺的限制，网侧电压谐波总含量可以控制在2％以内，电流谐波总含量小于2％。延长了电机的使用寿命。
四、结论
来宾电厂变频投运以来，运行良好，调节平稳，运行电流明显下降，调节范围宽泛，具有明显的节电效能，达到了预期的收益。
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