一、 項目背景:
四川華鎣山電廠為西南地區小型火力發電廠,總裝機容量30萬KW,其中1#和2#機組為5萬KW機組,3#和4#機組為10萬KW機組。由于西南地區水利資源比較豐富,一般保證水力發電,四川華鎣山電廠的火電機組平常一般承擔調峰發電任務,僅在枯水季節承擔一定量的基本負荷。
由于電廠發電機組經常處于調峰運行狀態,對鍋爐的風煙系統而言,引送風機擋板開度一般只能達到50%左右,因為擋板截流造成了大量的能量損失。同時調峰運行導致風機啟停次數增加,而高壓電機的頻繁啟動,直接導致電機及機械的使用壽命減少,引起維護工作量和成本大大增加。
另一方面,為了從發電系統的安全性考慮,引送風機一般按甲乙雙側進行配置,一旦單邊設備故障退出運行,仍可由另一側輔機繼續工作,以維持發電機組繼續運行,減少停機停爐損失。同時在輔機設備選型和容量設計上,單側風機具備讓發電機帶75%負荷運行的能力,兩側風機在發電機滿負荷運行的情況下,也具有50%的容量冗余。
目前,華鎣山發電廠的廠用電約占到發電量的8%,其中引送風機的用電就達到2.5%以上。為了適應機組調峰運行的特點,降低廠用電率指標,電廠從去年開始就積極尋求新設備新技術來對原有機組進行改造,以實現節能降耗、增強自身的市場競爭能力的目的。由于引送風機為高壓電機,單機容量較大,運行時間長,耗電量也較多,節電潛力巨大,電廠決定對4#爐的引送風機進行變頻調速節能改造。
4#爐的引送風機變頻改造項目從去年開始立項,2001年5月進行正式招標,有SIEMENS、ABB、AB、ROBINCON以及國內多家廠商參與投標。評標小組經過多方調研和評審論證,最后決定采用北京利德華福技術有限公司設計生產的HARSVERT-A系列變頻器,進行風機的調速改造。
二、 設備概況:
華鎣山發電廠4#機組為國產100MW機組,于1983年投產,其引、送風機主要參數情況如下: 
三、 HARSVERT-A變頻器的性能:
華鎣山發電廠4#機組引送風機共四臺,采用4臺HARSVERT-A06/105變頻器進行調速控制。變頻器為直接高-高方式的電壓源型,外加工頻旁路切換開關。變頻器的主要性能指標如下:

為了適應電廠設備運行安全性及工藝需要,變頻器除了滿足以上基本性能指標要求外,還具有如下功能:
風機變頻改造后,既可以變頻調速運行,也可以直接投工頻運行;
變頻器輸入的6KV、10KV主電源掉電時,3秒內變頻器不會停機,可以滿足電廠引送風機電源母線切換的需要;
為變頻器提供的220V控制電源掉電時,由于變頻器的控制電源和主電源沒有相位及同步要求,變頻器可以用UPS供電繼續運行,不會停機;
在現場DCS速度給定信號掉線時,變頻器提供報警的同時,可按原轉速繼續運轉,維持機組的發電工況不變;
變頻器配置單元旁路功能,在局部故障時,變頻器可將故障單元旁路,降額繼續運行,減少風機突然停機造成的損失。保留原電機繼續使用;
不改變原有風機設備任何基礎;
和電廠的DCS系統實現無縫接口; 
從表中數據看出:發電機調峰越厲害(負荷越小),和原來相比,改造后電流下降越多。即使在4#機組滿負荷的情況下,引送風機的電網側總電流仍然比改造前下降了46%。
以下一組數據是4#爐改造前的6月份及改造后的10月份發電量及其送風機和引風機電耗情況對比:
其中:
6月份4#機組發電量為:2778萬度。其引送風機總耗電量為: 288360+414540=702900度,占4#機組發電量的2.5%。
10月份4#機組發電量為:2148萬度。其引送風機總耗電量為:107340+193680=301020度,占4#機組發電量的1.4%。
改造前后,單位發電量的引送風機總耗電量下降了44%。
六、 效益分析:
從節電的角度考慮,因節電而直接帶來的經濟效益與機組的年運行時間、平均負荷率、電費水平等因素有關。假設4#機組的年運行時間為6000小時,平均負荷率80%,廠用電為0.37元每度,引送風機總耗電在變頻改造前后分別占4#機發電量的2.5%和1.4%,則:
改造前每年4#機組發電量為100000×0.8×6000=48000萬度,引送風機總耗電為48000×2.5%=1200萬度,改造后引送風機總耗電為48000×1.4%=672萬度,改造前后引送風機節約用電為1200-672=528萬度,折算電費為195萬元。僅節約電費一項,在2.5年內就可以將4臺變頻器的投資收回。
實際上,#4機組采用變頻調速改造后,由于對電機實現真正的軟啟動,對電機、風機、擋板、高壓開關等設備以及電網的啟動沖擊大大減少,它們的使用壽命得以延長,可以大幅度節省這些設備的維護費用。另外,變頻器高精度寬范圍的無級調速功能,不僅全面滿足了電廠峰荷動態調節的需要,而且變頻器屬于高度智能化的新型高科技設備,與電廠DCS系統實現真正的無縫連接,提高了生產效率和機組自動化水平,大大改善了電廠的工作和生產環境。
總之,HARSVERT-A變頻器在華鎣山發電廠4#爐風機系統的調速改造中應用是相當成功的。該系列變頻器的先進性、可靠性已得到許多工業應用的證實。在電力行業,對于許多高壓大功率的輔機設備推廣和采用高壓變頻調速技術,不僅可以取得相當顯著的節能效果,是電廠節能降耗的一個有效的途徑,而且也得到國家產業政策的支持,代表了今后電力行業節能技改的方向,目前電力行業越來越多的人員對此都已形成廣泛共識。










