利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)鍋爐給水系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 11:33:59來(lái)源:
孫卓林(中國(guó)石化集團(tuán)南京化工廠,江蘇南京經(jīng)濟(jì)效益分析,說(shuō)明了變頻技術(shù)在提高系統(tǒng)安全性穩(wěn)定性的同時(shí),也大大降低了能耗。
技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)鍋爐給水栗在發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程中起著非常重要的作用。某自備熱電站有6臺(tái)中壓鍋爐和1臺(tái)低壓鍋爐,額定總蒸發(fā)量為250t/h.多級(jí)鍋爐給水栗7臺(tái),總流量為322m3/h,供水壓力為6.0MPa,其中4臺(tái)給水栗長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行。在運(yùn)行中受化工生產(chǎn)的影響,經(jīng)常出現(xiàn)供水量過(guò)大,水壓超限。為了避免這種問(wèn)題,采用循環(huán)旁路系統(tǒng)調(diào)節(jié)水壓,但效果不好。為了解決供水系統(tǒng)不穩(wěn)定和電耗高等問(wèn)題,1998年3月對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行了變頻調(diào)速技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)2年多運(yùn)轉(zhuǎn),鍋爐供水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)并減少了電費(fèi)支出,達(dá)到了預(yù)期目的。
1水栗工況調(diào)節(jié)原理水栗在供給鍋爐用水時(shí),如果栗組的流量揚(yáng)程特性曲線與用水系統(tǒng)的阻力特性曲線交點(diǎn)在高效區(qū),則它的工作狀況是比較經(jīng)濟(jì)的。由于受外界各種因素的影響,實(shí)際工況點(diǎn)常與設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不符。因此,改變栗的流量揚(yáng)程特性或管路阻力特性是調(diào)節(jié)水栗流量的兩條途徑。
1.1改變管路阻力特性改變管路阻力特性比較常用的方法是閥門調(diào)節(jié)。
該方法將一部分能量消耗于閥門的阻力上,使水栗效率下降,電耗增加。雖然閥門調(diào)節(jié)是比較簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法,但不經(jīng)濟(jì)。
1.2改變栗流量揚(yáng)程特性改變水栗轉(zhuǎn)速,使栗的流量揚(yáng)程特性曲線升高或降低,從而使栗的工況點(diǎn)穩(wěn)定在高效區(qū),使栗的流量揚(yáng)程隨之改變,這就是變頻調(diào)速的工作原理。
2變頻變速調(diào)節(jié)基本工作原理變頻調(diào)速就是根據(jù)鍋爐供水管道壓力,利用變頻控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,來(lái)調(diào)整栗的特性曲線,使栗的工作點(diǎn)隨之變化。所示的就是變速調(diào)節(jié)時(shí),工作點(diǎn)隨轉(zhuǎn)速而變化的情形。按相似定律,同一葉輪,在不同工況時(shí)(如八:和八2二個(gè)工況),其流量Q、壓頭H、功率N與轉(zhuǎn)速w之間的基本關(guān)系為:畀='.祟=(也)2普=(也)3.從關(guān)系看出,采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)時(shí),轉(zhuǎn)速下降,流量、揚(yáng)程下降,功耗也隨之大幅下降,從而提高了經(jīng)濟(jì)性。
3變頻調(diào)節(jié)在鍋爐給水系統(tǒng)上的應(yīng)用某熱電廠4!給水栗變頻調(diào)速供水系統(tǒng)主要由控制器、水栗、變頻器、壓力傳感器等組成,如所示。預(yù)先在控制器中設(shè)定水栗出口壓力值Pc(Pc=6.0MPa),隨著鍋爐用水量的變化,水栗出口實(shí)際壓力值P也隨之發(fā)生變化,壓力傳感器隨時(shí)將水栗出口實(shí)際壓力值P傳送給控制器,控制器將根據(jù)P與P的相互關(guān)系,進(jìn)行比較,控制變頻器的輸出頻率,改變4!給水栗異步電機(jī)轉(zhuǎn)速,即改變了水栗的轉(zhuǎn)速,使供水量與用水量達(dá)到平衡,維持給水栗出水總管口壓力基本恒定。由于整個(gè)供水系統(tǒng)始終通過(guò)4!給水栗的變頻調(diào)速,維持在設(shè)定壓力下工作,沒(méi)有過(guò)剩壓力,因此沒(méi)有能量損失,即節(jié)約了電能,使之經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,改變了過(guò)去手動(dòng)操作和憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制,使供水系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性大大提高,又穩(wěn)定了供水質(zhì)量,保證了設(shè)備安全運(yùn)行并減輕了工人頻繁開(kāi)關(guān)閥門的勞動(dòng)強(qiáng)度。
包括變頻設(shè)備及其它費(fèi)用總計(jì)只有15萬(wàn)元,半年就可以回收投資。
表1安裝變頻器前后月用電比較月份月用電量/kWh電功率/kW備注2月份電度表計(jì)數(shù)4月份電度表計(jì)數(shù)5結(jié)束語(yǔ)變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠性高;二是節(jié)能顯著。改造后的供水系統(tǒng)延長(zhǎng)了維修期,節(jié)約了材料和維修費(fèi)用,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,使供水系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性大大提高,還降低了噪音。該廠動(dòng)力電75 %"80%都耗在風(fēng)機(jī)、水栗及壓縮機(jī)等設(shè)備上,如果全部采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造,不但使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行,而且將大大降低電力損耗,節(jié)約能源,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
4改造后經(jīng)濟(jì)效益淺析通過(guò)對(duì)4給水栗進(jìn)行變頻調(diào)速的技術(shù)改造,節(jié)約了電能,表1為1998年2月份和月份!給水栗安裝使用變頻器前后用電量比較。從表中所列數(shù)據(jù)可以看出,給水栗改造后用電量只是改造前的35.9%,節(jié)約了64.1%的電量。從整個(gè)鍋爐給水系統(tǒng)用電情況來(lái)看,由于4!栗安裝了變頻調(diào)速裝置后,月總節(jié)電量16.6%.如按年運(yùn)行8000h計(jì)算,則全年可節(jié)電7.1x105kWh,按電價(jià)0.5元/(kWh)計(jì)算,則每年可節(jié)約電費(fèi)35.5萬(wàn)元,而整個(gè)改造費(fèi)用