一、前言
火力發(fā)電廠既是電能生產(chǎn)企業(yè)，也是耗能大戶，要提高發(fā)電廠綜合效益，必須降低廠用電率和發(fā)電煤耗。由于電的能價比高，在資金有限的情況下，積極引進節(jié)電項目能創(chuàng)造更大的效益。如大家所知，火力發(fā)電廠輔機出力隨發(fā)電機負荷的大小而變化，一次風機、凝結(jié)水泵作為主要輔機，基本上采用控制擋板或閥門的開度來調(diào)節(jié)，而作為電動機消耗的能量變化則不大，以致于造成很大一部分能量損耗。改為變頻調(diào)節(jié)后，通過改變電機轉(zhuǎn)速控制壓力，實現(xiàn)調(diào)整需要，減少節(jié)流損失，最終達到節(jié)電目的?，F(xiàn)以廣西來賓電廠變頻改造項目為實例，說明變頻裝置在電力行業(yè)技術(shù)改造中的廣闊應用前景。
二、改造方案
現(xiàn)以一次風機為例說明，為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，一次風機采用一拖一方式，其原理圖如下：

高壓電源經(jīng)用戶開關(guān)柜QF到刀閘柜，經(jīng)輸入刀閘QS1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS2送至電動機；高壓電源還可經(jīng)旁路刀閘QS3直接起動電動機。進出線刀閘QS2和旁路刀閘QS3的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開進出線刀閘QS2，將變頻裝置隔離，手動合旁路刀閘QS3，在工頻電源下起動電機運行。QF保留用戶原斷路器，QS1、QS2、QS3安裝在一個刀閘柜中與變頻裝置配套供貨。QS2與QS3之間通過機械閉鎖，防止誤操作。

三、經(jīng)濟效應分析
1）直接收益
廣西來賓共2臺300MW機組分別為3#與4#，其中每臺機組各配有2臺一
次風機，2臺凝結(jié)水泵，2臺排粉風機。
為了摸準機組變頻改造前后的效益，我公司特排專人到廣西來賓電廠對3#機組進行了改造后效益測試，測試參數(shù)主要為運行電流。測試時將風門全開，隨著機組負荷變化，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制機組需要的風壓。本次測試選取了2個測試點：200MW、300MW。（詳見下表）
一次風機參數(shù)節(jié)能計算
①電機參數(shù)：
電機形式
鼠籠式異步
電機型號
YFKK500－4

額定電壓
6 KV
額定功率
630 KW

額定電流
74.4 A
額定轉(zhuǎn)速
1480 r/min

功率因數(shù)

絕緣等級
F

防護等級
IP54
調(diào)節(jié)方式
液偶調(diào)節(jié)

②實際運行參數(shù)：
當發(fā)電負荷200MW時：液偶輸出轉(zhuǎn)速860. 7 r/min，電機電流33.86A
當發(fā)電負荷300MW時：液偶輸出轉(zhuǎn)速912.27r/min，電機電流37.42A
③計算依據(jù)
根據(jù)液偶的輸入轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)速，可得節(jié)能率，為變
頻器效率損耗和液偶的損耗。
當發(fā)電負荷在300MW時，
變頻改造前：
P前＝1.732×U×I×cosφ＝1.732×6kV×37.42×0.75＝292 kW

變頻改造后：
一次風機節(jié)電率＝（1480－912.27）/1480－9％＝29.3％
考慮變頻器的損耗（一般4％左右）和液偶的損耗（一般5％左右）
節(jié)電功率ΔP＝P前×29.3％＝85.5KW
一次風機年節(jié)約電費為：
F=ΔP×6000×0.3618＝18.55萬元
另外，3＃機組一次風機(6KV 630KW) 共2臺，即年節(jié)約電費18.55萬元×2＝37.1萬元。
（年運行時間按6000小時計算，電費按0.3618元/KWh）
說明：以上節(jié)能是在不拆除液偶的情況下的節(jié)能計算。如果將液偶拆除，在電機和一次風機之間直接用直軸連接，此種方式節(jié)能效果會更加明顯
④我們對3＃機組2臺凝結(jié)水泵(6KV1000KW)，2臺排粉風機（6KV630KW）也做了節(jié)能計算，其中凝結(jié)水泵工頻功率為858KW，節(jié)能率為29.6％，年節(jié)約電費55.15萬元×2＝110.3萬元；排粉風機工頻功率為337KW，節(jié)電率為25%，年節(jié)約電費18.3萬元×2=36.6萬元。
2）間接效應
①變頻改造后，實現(xiàn)電機軟啟動，啟動電流小于額定電流值，啟動更平滑。
②電機以及負載轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)效率得到提高，取得節(jié)能效果。大大減少了對設(shè)備的維護量，節(jié)約了人力物力資源。
③由于電機以及負載采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，工作特性改變，設(shè)備工況得到改善，延長設(shè)備使用壽命。
④功率因數(shù)由原來的0.8左右提高到0.95以上，不僅省去了功率因數(shù)補償裝置，而且減少了線路損耗。
⑤廠房設(shè)備噪聲污染將降低。
⑥負載改變頻后，由于變頻器采用單元串聯(lián)移相技術(shù)，因此在理論上可以消除35次以下諧波。由于實際制造工藝的限制，網(wǎng)側(cè)電壓諧波總含量可以控制在2％以內(nèi)，電流諧波總含量小于2％。延長了電機的使用壽命。
四、結(jié)論
來賓電廠變頻投運以來，運行良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，運行電流明顯下降，調(diào)節(jié)范圍寬泛，具有明顯的節(jié)電效能，達到了預期的收益。
采用變頻技術(shù)降低電耗效果明顯，符合國家節(jié)能政策，達到了節(jié)約能源，降低廠用電的目的，值得進一步推廣應用。