变频调节专题大纲.docx

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变频调节专题大纲

变频调节专题报告大纲

一、传统调节方式与变频调节方式的比较

二、变频技术的特点及发展状况

三、变频技术的应用（包含以下内容及要求）

1）分热机、供水、物料、化水专业进行论述

2）包括原有工艺系统配置、使用变频后的工艺系统配置、不同配置的调节特点

3）以660MW超超临界机组为基础进行分析

热机专业：

热机专业范围内电动机功率较大且有可能采用变频装置的设备主要包括凝结水泵、三大风机（送风机、一次风机、引风机），目前凝结水泵采用变频装置比较普遍，600MW级机组的锅炉三大风机一般选用轴流风机，由于轴流风机的效率较高、高效率区域较宽，此前新建工程的三大风机一般均不采用变频装置，个别采用静叶可调轴流式引风机的工程同步配置了变频装置，部分工程建成之后对引风机增设了变频装置（主要是针对静叶可调轴流风机）。

对于600MW级及以上火电机组，锅炉送风机、一次风机一般均采用动叶可调轴流风机。

600MW级及以上火电机组的锅炉引风机可采用动叶可调轴流风机（简称“动调风机”）或静叶可调轴流风机（简称“静调风机”），从国家环境保护部2010年6月17日发布《关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知（环办[2010]91号）》以来，新建工程均取消了脱硫烟气旁路挡板，并将引风机和脱硫增压风机合二为一，已投产工程均结合脱硫及脱硝技改项目，一般均已拆除脱硫旁路挡板、并将引风机与脱硫增压风机合并布置，俗称“三合一”风机。

因此，不设置脱硫旁路挡板、引风机与脱硫增压风机合并布置已经成为当前火电机组的主流配置方案。

目前国内“三合一”风机采用双级动叶可调轴流风机居多。

静调风机相对动调风机而言，在机组满负荷时，两者的效率相差不大，随着机组负荷的降低，动调风机的效率下降值较小、静调风机的效率将明显低于动调风机，因此如果设置变频装置，动调风机的节能效果不明显、静调风机的节能收益将高于动调风机。

4）含海水一次循环、二次循环、空冷机组

5）变频器的配置和接线方式

四、采用变频技术后的经济性分析

1）标煤价分别按400元、700元、1000元/吨考虑.

2）节省的成本电费折合到耗煤费用考虑。

二次循环发电标准煤耗:

275g/kWh,空冷发电标准煤耗:

290g/kWh

3）使用变频器的设备分别按50%、75%、100%负荷不同基准提出每24小时节省的费用

4）按以下运行模式计算全年经济性（暂定）：

100%负荷2000h

75%负荷2000h

50%负荷3000h

年运行小时数:

7000h,折合年利用小时5000h

热机专业：

1、凝结水泵变频设置分析

1）凝结水泵配置及变频设置介绍

凝结水泵采用变频装置，目前在电厂中已经得到了较为广泛的应用，很多新建电厂的凝结水泵已经设置变频装置，一些已经投运的电厂也对凝结水泵做了变频装置改造。

凝结水泵设置变频装置，在电厂运行中，具有一定的经济效益，下面以某2×660MW超超临界机组为例，对凝结水泵的配置和调速方式的选择做经济性分析。

结合国内600MW级工程实施的具体情况，凝结水泵的设置可以按以下四种方案考虑：

方案一，每台机组装设3台50％容量凝结水泵；

方案二，每台机组装设2台100％容量凝结水泵；

方案三，每台机组装设2台100％容量凝结水泵，并设置1x100%凝结水泵电机变频装置。

方案四，每台机组装设3台50％容量凝结水泵，并设置3x50%凝结水泵电机变频装置。

2）凝结水泵变频设置经济性分析

对于2×660MW超超临界机组，上述四个方案的凝结水泵选型参数如下：

项目

单位

方案一

方案二

方案三

方案四

主要特点

350%容量配置，二台运行，

一台备用

2100％容量配置，一台运行，

一台备用

2100％容量配置，设1100%

变频装置

350%容量配置，设350%

变频装置

单台凝泵流量

t/h

860.7

1721.4

860.7

凝泵扬程

mH2O

325

凝泵电机功率

1100

2100

1100

由于各方案中阀门及管件均为低压阀门和管件，而且考虑到方案一、四的阀门及管件数量多但管径小，方案二、三的阀门及管件数量少但管径大，因此两个方案在阀门及管件上的价格差别较小，基本可以不予考虑。

各方案凝结水泵主要性能及价格如下：

项目

单位

方案一

（350%）

方案二

（2100%）

方案三

（2100%+变频）

方案四

（350%+变频）

型式

立式筒袋型

进水温度

℃

34.73

进水压力

kPa

5.54

单泵设计点流量

t/h

860.7

1721.4

860.7

设计点扬程

mH2O

325

单台凝泵组价格

（含滤网、电机及出口止回阀）

万元

137

单台机组变频装置价格

万元

－

210

330

变频器房间及通风空调装置

万元

－

2660MW机组

凝结水泵组总价

万元

570

548

1008

1270

总价差

万元

基准

-22

+438

+700

注：

（1）、变频装置造价按1000元/kW考虑。

（2）、方案三每台机组两台凝泵设一台一拖二100%变频装置，方案四每台机组三台凝泵设三台一拖一50%变频装置。

假设本工程电厂年运行小时数为7000h，利用小时数为5000h，机组按照以下负荷模式运行：

负荷

每年运行小时数（h）

100%THA

2000

75%THA

2000

50%THA

3000

按此上述负荷模式，可计算出各方案凝泵耗电如下：

负荷

项目

单位

方案一

（350%）

方案二

（2100%）

方案三

（2100%+变频）

方案四

（350%+变频）

100%THA

流量

t/h

677.5

1355

677.5

扬程

mH2O

326

327

319

效率

％

功率

733.5

1471.5

1418.2

709.2

24h耗电

kW.h

70416

70632

68073.6

68064

年运行小时

2000

年耗电

kW.h

5868000

5886000

5672800

5672000

75%THA

流量

t/h

507.8

1015.6

507.8

扬程

mH2O

345

227

效率

％

功率

662.6

1325.3

794.7

397.4

24h耗电差

kW.h

基准

9.6

-25464

-25459.6

年运行小时

2000

年耗电

kW.h

5300800

5301200

3178800

3179200

50%THA

流量

t/h

677.5

扬程

mH2O

326

355

188

效率

％

功率

733.5

1129.3

450.5

439

24h耗电差

kW.h

基准

18998.4

-13584

-14136

年运行小时

3000

年耗电

kW.h

4401000

6775800

2703000

2634000

总年耗电

kW.h

15569800

17963000

11554600

11485200

总年耗电差

kW.h

2393200

-4015200

-4084600

年标煤差

658.13

-1104.18

-1123.265

注：

（1）、方案一、四，机组在50%负荷时，采用单泵运行。

（2）、发电标准煤耗按275g/kWh计算。

按照差额回收年限计算投资回报年限如下：

（1）按照标煤价400元/t计算

项目

单位

方案一

（350%）

方案二

（2100%）

方案三

（2100%+变频）

方案四

（350%+变频）

总年耗电差

kW.h

基准

2393200

-4015200

-4084600

年标煤差

基准

658.13

-1104.18

-1123.265

年差额收益ΔC

万元

基准

26.3252

-44.1672

-44.9306

初投资增加ΔZ

万元

基准

-22

438

700

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

1.1966

0.100838

0.0641866

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

18年

（计算值17.5年）

30年内无法收回成本

（2）按照标煤价700元/t计算

项目

单位

方案一

（350%）

方案二

（2100%）

方案三

（2100%+变频）

方案四

（350%+变频）

总年耗电差

kW.h

基准

2393200

-4015200

-4084600

年标煤差

基准

658.13

-1104.18

-1123.265

年差额收益ΔC

万元

基准

46.0691

-77.2926

-78.62855

初投资增加ΔZ

万元

基准

-22

438

700

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

2.09405

0.176467

0.1123265

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

8年

（计算值7.5年）

15年

（计算值14.5年）

（3）按照标煤价1000元/t计算

项目

单位

方案一

（350%）

方案二

（2100%）

方案三

（2100%+变频）

方案四

（350%+变频）

总年耗电差

kW.h

基准

2393200

-4015200

-4084600

年标煤差

基准

658.13

-1104.18

-1123.265

年差额收益ΔC

万元

基准

65.813

-110.418

-112.3265

初投资增加ΔZ

万元

基准

-22

438

700

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

2.9915

0.252096

0.1604664

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

5年

（计算值4.8年）

9年

（计算值8.5年）

3）经济性分析结论

从以上分析可以看出，对于凝结水泵设置变频装置，比不设变频装置的经济性要好，且采用2×100%容量的凝结水泵，配一套变频装置的方案，经济性最好。

因此，现在大部分新建电厂均采用凝结水泵变频设置，部分老厂也在做凝结水泵变频改造。

凝结水泵采用变频装置，在技术上已经非常成熟，在电厂运用中也日渐广泛，经济性较为明显。

2、送风机及一次风机变频设置分析

以某660MW机组为例，采用中速磨煤机正压直吹式冷一风机制粉系统，每台锅炉分别配置2×50%容量的动调一次风机、送风机，对设置变频前后进行经济性分析。

1）送风机及一次风机设置变频装置的节电量分析

动调送风机及一次风机设置变频装置的节电量分析

风机

项目名称

单位

一次风机

额定功率2300kW

送风机

额定功率1250kW

定速

变频

定速

变频

单台风机风量

m3/h

293080

841841

单台风机风压

13590

3108

风机效率

风机转速

r/min

1490

990

100%

单台风机功率

1201.3

836.0

负荷

单台风机24h耗电量

kWh

28831.2

20064

2台风机24h耗电量

kWh

57662.4

40128

4台风机24h耗电量

kWh

115324.8

80256

每年运行小时

2000

单台风机年耗电量

104kWh

240.26

167.2

2台风机年耗电量

104kWh

480.52

334.4

4台风机年耗电量

104kWh

961.04

668.8

单台风机风量

m3/h

223641

597088

单台风机风压

11587

2343

风机效率

风机转速

r/min

1490

1370

990

900

单台风机功率

804.9

786.6

458.9

448.3

75%

单台风机24h耗电量

kWh

19317.6

18878.4

11013.6

10759.2

负荷

2台风机24h耗电量

kWh

38635.2

37756.8

22027.2

21518.4

4台风机24h耗电量

kWh

77270.4

75513.6

44054.4

43036.8

每年运行小时

2000

单台风机年耗电量

104kWh

160.98

157.32

91.78

89.66

2台风机年耗电量

104kWh

321.96

314.64

183.56

179.32

4台风机年耗电量

104kWh

643.92

629.28

367.12

358.64

单台风机风量

m3/h

176400

404091

单台风机风压

10860

1896

风机效率

85.5

风机转速

r/min

1490

1370

990

900

单台风机功率

603.5

599.9

264.3

254.6

50%

单台风机24h耗电量

kWh

14484

14397.6

6343.2

6110.4

负荷

2台风机24h耗电量

kWh

28968

28795.2

12686.4

12220.8

4台风机24h耗电量

kWh

57936

57590.4

25372.8

24441.6

每年运行小时

3000

单台风机每年耗电量

104kWh

181.05

179.97

79.29

76.38

2台风机每年耗电量

104kWh

362.1

359.94

158.58

152.76

4台风机每年耗电量

104kWh

724.2

719.88

317.16

305.52

2台风机每年耗电量

104kWh

1164.58

1155.1

676.54

666.48

全年

2台风机每年耗电量差异

104kWh

基准

-9.48

基准

-10.06

合计

4台风机每年耗电量

104kWh

2329.16

2310.2

1353.08

1332.96

4台风机每年耗电量差异

104kWh

基准

-18.96

基准

-20.12

2）送风机及一次风机变频设置经济性分析

动调送风机及一次风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗275g/kWh）

风机

项目名称

单位

一次风机

额定功率2300kW

送风机

额定功率1250kW

定速

变频

定速

变频

2台风机每年耗电量

104kWh

1164.58

1155.1

676.54

666.48

2台风机每年耗电量差异

104kWh

基准

-9.48

基准

-10.06

2台风机每年耗电折算标煤量

3202.60

3176.53

1860.49

1832.82

2台风机每年耗电折算标煤量差异

基准

-26.07

基准

-27.67

2台风机变频装置价格

万元

基准

460

基准

250

2台风机变频器房间及通风空调装置

万元

基准

2台风机变频器总投资费用

万元

基准

480

基准

270

年差额收益ΔC

万元

基准

-2.607

基准

-2.767

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

1000元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00543

基准

0.01025

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

年差额收益ΔC

万元

基准

-1.8249

基准

-1.9369

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

700元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00380

基准

0.00717

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

年差额收益ΔC

万元

基准

-1.0428

基准

-1.1068

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

400元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00217

基准

0.00410

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

说明：

（1）变频装置造价按1000元/kW考虑；

（2）二次循环机组发电标煤耗按照275g/kWh；

动调送风机及一次风机设置变频装置的经济性分析（发电标准煤耗290g/kWh）

风机

项目名称

单位

一次风机

额定功率2300kW

送风机

额定功率1250kW

定速

变频

定速

变频

2台风机每年耗电量

104kWh

1164.58

1155.1

676.54

666.48

2台风机每年耗电量差异

104kWh

基准

-9.48

基准

-10.06

2台风机每年耗电折算标煤量

3377.28

3349.79

1961.97

1932.79

2台风机每年耗电折算标煤量差异

基准

-27.49

基准

-29.18

2台风机变频装置价格

万元

基准

460

基准

250

2台风机变频器房间及通风空调装置

万元

基准

2台风机变频器总投资费用

万元

基准

480

基准

270

年差额收益ΔC

万元

基准

2.749

基准

2.918

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

1000元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00573

基准

0.01081

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

年差额收益ΔC

万元

基准

1.9243

基准

2.0426

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

700元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00401

基准

0.00757

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

年差额收益ΔC

万元

基准

1.0996

基准

1.1672

标煤价格

初投资增加ΔZ

万元

基准

480

基准

270

400元/吨

等额分付资金回收系数（A/P,i,n）

基准

0.00229

基准

0.00432

基准收益率i

基准

差额回收年限

年

基准

无法回收

基准

无法回收

说明：

（1）变频装置造价按1000元/kW考虑；

（2）空冷机组发电标煤耗按照290g/kWh；

3）经济性分析结论

从以上分析可以看出，机组发电标煤耗分别按照275g/kWh、290g/kWh，标煤价格分别按照1000元/吨、700元/吨、400元/吨进行计算时，对于动调送风机及一次风机，设置变频装置后，节能效果有限，不能收回投资。

3、引风机变频设置分析

以某660MW机组为例，同步建设烟气脱硫及脱硝装置，采用静电除尘器，引风机与增压风机合并布置，每台锅炉配置2×50%容量的动调引风机或静调引风机，对设置变频前后进行经济性分析。

1）引风机设置变频装置的节电量分析

动调引风机或静调引风机设置变频装置的节电量分析

风机

项目名称

单位

动调引风机

额定功率5600kW

静调引风机

额定功率5800kW

定速

变频

定速

变频

单台风机风量

m3/h

1746127

单台风机风压

7377

风机效率

88.0

85.0

87.0

风机转速

r/min

745

995

990

100%

单台风机功率

3953.4

4092.9

3998.8

负荷

单台风机24h耗电量

kWh

94881.6

98229.6

95971.2

2台风机24h耗电量

kWh

189763.2

196459.2

191942.4

4台风机24h耗电量

kWh

379526.4

392918.4

383884.8

每年运行小时

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