淺談鍋爐發(fā)電機組的節(jié)能技術(shù)

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淺談鍋爐發(fā)電機組的節(jié)能技術(shù):循環(huán)流化床鍋爐BT對汽輪發(fā)電機組運行的探討

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐（CFB）因本體自身或輔機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致鍋爐BT（Boiler Trip），即停爐不停機，對整臺機組的運行產(chǎn)生較大的影響，該文主要針對這個運行過程對汽輪機及發(fā)電機系統(tǒng)安全、壽命影響進行描述、分析，對越來越多的循環(huán)流化床機組有一定的借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐 停爐不停機 汽輪機及發(fā)電機安全、壽命

鍋爐BT（Boiler Trip）即停爐不停機，是指循環(huán)流化床鍋爐因本體自身或輔機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，鍋爐風煙系統(tǒng)風機停運，爐膛內(nèi)暫處于燜火工況，用燜火狀態(tài)下的余熱為蒸汽系統(tǒng)供汽，在這種情況下，汽輪發(fā)電機仍繼續(xù)帶低負荷并網(wǎng)運行，為了維持更長時間，負荷可保持在2MW―3MW運行。在較短時間內(nèi)將缺陷處理后，恢復(fù)鍋爐風煙系統(tǒng)風機運行，逐步將機組負荷帶到要求的數(shù)值，恢復(fù)正常運行方式。

1 循環(huán)流化床鍋爐BT后，對汽輪發(fā)電機組系統(tǒng)運行的影響

1.1 對汽輪機系統(tǒng)運行的安全因素

高、中壓脹差變化情況

在BT持續(xù)過程中，機組中壓脹差正值降低，負值方向增大，主要原因是中壓缸進汽量很小，對于中壓轉(zhuǎn)子、中壓缸來說均是冷卻狀態(tài)，這種情況下，中壓缸缸體龐大，縮回速度較慢，轉(zhuǎn)子受到的冷卻

影響要遠大于汽缸，從而出現(xiàn)中壓脹差正值降低、負值方向增大現(xiàn)象；在BT工況下，高壓缸不再進汽，高壓轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量不能被排汽帶出，高壓缸排汽溫度升高很快，通常該溫度很快可由320℃升至380 ℃，當高壓缸通風閥開起后，缸內(nèi)蒸汽密度降低，排汽溫度逐步下降，高壓脹差也逐步降低。

1.2 汽輪機系統(tǒng)壽命的影響

汽輪機轉(zhuǎn)子的脆化現(xiàn)象是由于雜質(zhì)元素（特別是P和Sn）的晶界偏析而引起的，當晶界偏析達到極限值時，整個部件可能發(fā)生斷裂事故。高、中壓轉(zhuǎn)子，以蠕變和熱疲勞損傷作為劣化的主要原因，重點要對這些損傷進行評價。

高、中壓缸及高、中壓轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化情況

在鍋爐BT后，隨著持續(xù)時間的增長，高、中壓缸的缸體溫度下降的幅度越大，且下降得速度均較大，遠大于正常停機后的自然冷卻缸體下降速度，這樣對汽缸的金屬壽命影響很大。

機組在鍋爐BT后2 h時，高壓轉(zhuǎn)子外表面受到的拉應(yīng)力上至

最高75.8 MPa，幾乎同時中壓轉(zhuǎn)子外表面受到的拉應(yīng)力也上至最高115.9 MPa，這樣高拉應(yīng)力對轉(zhuǎn)子的破壞性特別嚴重。在此之后，隨著主汽、再熱汽溫度下降速度的變緩，應(yīng)力變化也逐步降低。

在鍋爐系統(tǒng)缺陷處理后，啟動風煙系統(tǒng)風機恢復(fù)機組負荷過程中，汽輪機高壓轉(zhuǎn)子最大應(yīng)力達138 Mpa（壓應(yīng)力）（此時高壓上缸缸體金屬溫度達418 ℃、高壓下缸缸體金屬溫度達443 ℃），中壓轉(zhuǎn)子最大應(yīng)力達142 Mpa（壓應(yīng)力）（此時中壓上缸缸體金屬溫度達450 ℃、中壓下缸缸體金屬溫度達453 ℃），隨著機組負荷逐步穩(wěn)定后，應(yīng)力趨于降低并穩(wěn)定，這樣整體轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化完成一個循環(huán)，每這樣循環(huán)一次，對汽輪機轉(zhuǎn)子壽命都有一定的損耗。

1.3 對發(fā)電機系統(tǒng)的影響

機組由高負荷或正常負荷工況下快速降低至2―3MW時，發(fā)電機本體發(fā)熱量急劇降低，其本體線圈溫度降低，其內(nèi)部氫氣濕度升高，特殊情況下可能產(chǎn)生結(jié)露，快速大量的冷縮使得線棒滑移量增大，頻繁這樣的工況，可能導(dǎo)致線棒磨破漏水，損壞發(fā)電機內(nèi)部設(shè)備。

發(fā)電機由高負荷降到極低負荷，運行一段時間后，再將負荷升起至正常負荷的過程，就是發(fā)電機內(nèi)部發(fā)熱部件熱應(yīng)力循環(huán)的一個過程，負荷率變化越大導(dǎo)致的交變應(yīng)力量越大，這樣頻繁的變化，會導(dǎo)致發(fā)電機內(nèi)部部分零部件松動或摩擦損壞。

1.4 BT工況下危險因素分析

低負荷工況下運行存在的危險隱患：

（1）汽包水位不易控制，易引起水位波動，主汽、再熱汽處于低溫運行狀態(tài)，且此時為了盡量保持主汽、再熱汽壓力下降速度慢，各疏水門均不開起，為此汽輪機存在水沖擊的隱患很大。

（2）主汽溫度、再熱汽溫度下滑較低，過熱度偏低，易產(chǎn)生汽中帶水現(xiàn)象，對汽輪機組有一定威脅，特別是長時間運行后，主汽、再熱汽溫度都已很低，都已遠低于對應(yīng)汽缸金屬溫度，為此汽溫對每個汽缸金屬都是一種強制的冷卻，有一定的破壞性。

（3）在BT極端低負荷2MW―3MW工況下運行，給水系統(tǒng)中的一臺汽泵必須退出給水系統(tǒng)，此時為了減緩主汽、再熱汽壓力下降速度，高旁、低旁均在關(guān)閉位置，由于主汽流量少、給水流量也相應(yīng)較少，運行汽泵的再循環(huán)門必須伴隨著開起，長時間這樣運行，此再循環(huán)閥的磨損相當嚴重。

（4）單臺汽泵運行，電泵在運行狀態(tài)作為熱備用方式，消耗廠用電量。

（5）高過減溫水門、再熱汽減溫水門必須嚴密，否則影響到主汽、再熱汽的降低，嚴重時可能導(dǎo)致汽中帶水、水沖擊。

（6）這種工況下，只有中壓缸進汽而高壓缸不進汽，要特別注意高壓缸至排汽裝置通風閥開起及高壓缸內(nèi)部金屬溫度變化情況，防止因缸內(nèi)鼓風損失大導(dǎo)致金屬溫度高、動靜部分發(fā)生摩擦損壞設(shè)備。

（7）鍋爐BT后機組從大負荷突降或重新啟動時，對鍋爐本體、汽機本體的運行都是很大的沖擊，鍋爐系統(tǒng)的膨脹節(jié)、焊口都是熱脹冷縮、風壓波動可能造成薄弱環(huán)節(jié)處破裂泄漏。

（8）在鍋爐BT操作及恢復(fù)過程中，反復(fù)進行切缸、反切缸、廠用電切換等重大操作，引起人員誤操作的概率較大。

2 為了防止設(shè)備損壞、延長汽輪發(fā)電機組壽命，特制定以下防范措施

循環(huán)流化床鍋爐因設(shè)備或系統(tǒng)故障原因，可達到短時間的停爐不停機工況、減少發(fā)電機與電網(wǎng)解列引起的非停次數(shù)，但這些工況對機、電、爐系統(tǒng)及壽命都有不同程度的損傷，為此要盡量避免或減少這些工況的發(fā)生。

（1）提高鍋爐系統(tǒng)中設(shè)備的健康水平，盡量減少BT的發(fā)生。

（2）在鍋爐發(fā)生BT進行調(diào)整操作過程中，如果10 min內(nèi)，主汽、再熱汽溫度下降超過50 ℃，必須立即打閘停機，防止汽輪機進水，導(dǎo)致汽輪機大軸彎曲事故的發(fā)生。

（3）汽輪機降負荷運行，保證主汽、再熱汽汽溫與相應(yīng)的汽缸內(nèi)壁金屬溫度偏差不得高于50 ℃，如果超過該值，必須立即打閘停機，防止汽輪機系統(tǒng)損壞。

（4）按照汽輪機運行說明書要求，過熱汽和再熱蒸汽溫度降低速率不得超過1℃/min，且過熱度最低必須維持在80 ℃以上，汽輪機降負荷采用“中缸控制”運行方式，再熱汽溫度必須高于430 ℃。

（5）在鍋爐系統(tǒng)缺陷消除、各種風機啟動恢復(fù)過程中，各擋板開起速度要緩慢，各種風壓變化要適度，防止風壓大起大落導(dǎo)致風煙系統(tǒng)非金屬膨脹節(jié)超壓破裂。

（6）在汽輪發(fā)電機升負荷過程中，嚴格控制升負荷率，防止加負荷速率過大導(dǎo)致發(fā)電機內(nèi)線棒或其他部件碰摩損壞。

淺談鍋爐發(fā)電機組的節(jié)能技術(shù):火力發(fā)電機組鍋爐控制技術(shù)的新進展

【摘 要】近年來，國家經(jīng)濟和科技不斷發(fā)展，國內(nèi)外的火力發(fā)電機組控制技術(shù)也得到了顯著提高。研究表明現(xiàn)階段火力發(fā)電組鍋爐控制技術(shù)存在著慣性大、不確定性等因素，使得傳統(tǒng)的控制方法不能夠完整的對建立的數(shù)學模型進行精確的控制和解析。本文從非線性角度介紹了一些不依賴于鍋爐模型的新的控制技術(shù)，能夠很好的控制鍋爐，有利于從整體上提高鍋爐機組的性能，具有很大的研究意義。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電 鍋爐 控制技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷提高，在火力發(fā)電系統(tǒng)中引入了計算機技術(shù)，從而為火力系統(tǒng)的控制提供了更加復(fù)雜的控制策略。隨著發(fā)電機組的數(shù)學模型趨于精確化，由于鍋爐系統(tǒng)零部件具有非線性、不確定性、慣性大等問題，使得傳統(tǒng)的控制技術(shù)難以實現(xiàn)對其進行精確的控制。自20世界90年代以來，各國廣泛的開發(fā)新技術(shù)，研究新的控制方法。特別是模糊控制、自適應(yīng)控制、神經(jīng)控制、預(yù)測控制等技術(shù)的研究最為廣泛，逐漸成為了各國研究火力發(fā)電機組鍋爐控制技術(shù)的熱點。

1傳統(tǒng)控制技術(shù)的局限性

現(xiàn)階段火力發(fā)電機組的鍋爐控制技術(shù)是由PI算法的多個單輸入和單輸出的反饋回路構(gòu)成，在預(yù)定的負荷工作點整定控制器的參數(shù)并將其固定。由于現(xiàn)在的電網(wǎng)負荷需求的波峰和波谷差很大，難以避免的使用容量較大的機組參與調(diào)峰。為了能夠高效的參與負荷的調(diào)度，火力火電機組的控制必須在調(diào)度周期內(nèi)適應(yīng)負荷變動和隨機波動。隨著工作點的不斷變化，在負荷調(diào)度中，傳統(tǒng)的控制技術(shù)中的零件的非線性降低了發(fā)電機組的運行性能。鍋爐機組是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，各個通道之間都存在著耦合和慣性滯后，這些原因?qū)е铝丝刂评щy。另外，發(fā)電機組正在朝著大容量、高參數(shù)等方向發(fā)展，鍋爐運行的安全性對火力發(fā)電機組的過熱蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度的控制性能提出了更高的要求。因此，傳統(tǒng)的火力發(fā)電機組鍋爐控制技術(shù)不能夠滿足鍋爐的運行安全性指標，也不能夠解決零件非線性等不利因素造成的影響，為此人們研究了各種各樣的新的控制策略來解決控制中出現(xiàn)的問題[1]。

2研究新技術(shù)的意義

火力發(fā)電機組傳統(tǒng)的控制方法具有單一性，輸入和輸出都不能滿足當前鍋爐控制的新要求，通過研究新技術(shù)能夠更好的服務(wù)于鍋爐控制行業(yè)，此外由于控制技術(shù)是一種綜合性技術(shù)，研發(fā)出新的鍋爐技術(shù)，能夠帶動其它相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，從而從根本上能夠促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，提高社會生產(chǎn)力水平。

3 鍋爐的新技術(shù)

3.1 自適應(yīng)性控制

自適應(yīng)性顧名思義是指實時跟蹤系統(tǒng)的運行狀態(tài)并且不斷的變更各個控制器的參數(shù)，能夠解決動態(tài)特性變化的過程控制問題。當機組在電網(wǎng)負荷在大范圍變動條件下運行時，自適應(yīng)性為多輸入和多輸出的非線性火力發(fā)電機組。這樣能夠為發(fā)電機組提供高效的控制策略。

通過自適應(yīng)性控制解決煤炭的性質(zhì)、管束老化等問題對鍋爐蒸汽溫度動態(tài)特性的影響問題，運行結(jié)果表明自適應(yīng)性控制比傳統(tǒng)的單輸入 、單輸出控制要有明顯的高效性。另外，美國弗吉尼亞工學院的研究人員設(shè)計的自適應(yīng)性控制器，能夠控制鍋爐的汽包水位，研究仿真結(jié)果表明，控制性能明顯的高于傳統(tǒng)的PI單輸入和單輸出控制。通過這些研究實例也可以得出自適應(yīng)性控制能夠較好的解決非線性問題，效果比傳統(tǒng)的控制技術(shù)優(yōu)越[2]。

3.2神經(jīng)控制

神經(jīng)控制是通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行控制的技術(shù)。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性映射能力和函數(shù)逼近能力，因此這種控制能夠?qū)﹀仩t中的非線性建模和控制提供良好的控制工具。希臘國立工業(yè)大學等人提出的汽包鍋爐控制方案，能夠通過誤差反向傳播算法對鍋爐動態(tài)特性進行逆向研究，建立逆向的神經(jīng)動態(tài)控制器，，通過對汽包鍋爐壓力控制進行仿真表明，這種控制器的響應(yīng)時間要明顯比傳統(tǒng)的控制技術(shù)短。德國工業(yè)大學的相關(guān)研究人員采用將復(fù)雜系統(tǒng)分解的方法，采用多智能體系統(tǒng)來控制鍋爐的燃燒過程。研究實例表明，通過利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織和自學習的能力，能夠發(fā)現(xiàn)機組運行數(shù)據(jù)中的動態(tài)信息，補償對象的非線性，克服不確定性的影響，能夠?qū)⑾到y(tǒng)進行線性耦合[3]。

3.3 預(yù)測控制

在熱工程控制中，普遍存在著系統(tǒng)的慣性較大，滯后性較大，以及非線性等因素導(dǎo)致難以建立精確的數(shù)學模型，這樣傳統(tǒng)的控制技術(shù)難以解決非精確模型的控制，導(dǎo)致控制出現(xiàn)偏差。而預(yù)測控制對模型的精度沒有很高的要求，魯棒特性較好，能夠很好的解決這些問題，因此預(yù)測控制在熱工程技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。通過預(yù)測控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對200MW汽包鍋爐過熱蒸汽壓力的自調(diào)整控制，研究的仿真結(jié)果表明：在大范圍運行條件下，預(yù)測控制能夠明顯的提高控制性能。英國的貝爾法斯特大學的研究人員基于廣義的預(yù)測控制設(shè)計變量大的預(yù)測控制器，對運行范圍內(nèi)負荷速率變動較大時主蒸汽壓力和溫度進行仿真，結(jié)果表明：此類控制器的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)單輸入和單輸出控制器性能。

3.4 模糊控制

所謂模糊控制是指將工作人員的操作經(jīng)驗和操作過程應(yīng)用語言變量總結(jié)為若干條件語句，建立模糊關(guān)系，并且建立模糊的邏輯推理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜控制對象的控制。應(yīng)用模糊控制技術(shù)來控制電站鍋爐，不僅在仿真研究上取得了一定成果，在工程實踐中也取得了長足的進展。相關(guān)的仿真研究有美國俄亥俄大學的研究人員設(shè)計應(yīng)用在流水量控制的模糊控制器。澳大利亞新南威爾士大學的科學家，通過對不同負荷運行條件設(shè)計的局部線性控制規(guī)律進行線性組合，構(gòu)造控制系統(tǒng)實現(xiàn)全局控制，實現(xiàn)對汽包水位的調(diào)節(jié)[4]。

4結(jié)語

隨著改革開放的不斷深入，我國的火力發(fā)電機組鍋爐控制技術(shù)也得到了顯著提高，使得我國鍋爐行業(yè)的應(yīng)用從整體上得到了應(yīng)用。但鍋爐零件也不免存在著一些滯后性大、非線性、慣性大、不確定性等不利因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)難以實現(xiàn)精確模型的良好控制。本文介紹了一些不依賴于鍋爐模型的新的控制技術(shù)：自適應(yīng)控制、神經(jīng)控制、預(yù)測控制、模糊控制，使得鍋爐控制朝向智能化方向發(fā)展。通過對鍋爐控制技術(shù)的非線性研究，能夠為提高火力發(fā)電機組鍋爐控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、高效性提供一種新的研究思路。

作者簡介：江清凌（1995.2-），女，華北水利水電大學，本科，研究方向熱能與動力工程。

淺談鍋爐發(fā)電機組的節(jié)能技術(shù):鍋爐發(fā)電機組的節(jié)能技術(shù)探討

循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機組廠用電率高達12％左右，明顯地抵消了cfb鍋爐燃燒效率高、排放污染低、煤種適應(yīng)性強等優(yōu)勢。隨著我國cfb鍋爐大型化的快速發(fā)展，廠用電率高的問題越來越突出；如果不盡快解決這一問題，則成為制約cfb鍋爐大型化發(fā)展的瓶頸。在設(shè)計上積極采用變頻調(diào)速技術(shù)（高壓變頻裝置及低壓變頻裝置）、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)，業(yè)主積極調(diào)研變頻等調(diào)速技術(shù)在電廠應(yīng)用中遇到的問題及解決辦法，在設(shè)計階段抓好這些節(jié)能工作可使cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電率降到接近同類型煤粉爐發(fā)電機組的程度。按135mw機組計每年因此可節(jié)約電量近3000萬度，價值近千萬元公務(wù)員之家版權(quán)所有

1變頻調(diào)速技術(shù)在應(yīng)用中的節(jié)能分析

1.1變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展狀況

在電力生產(chǎn)中，泵與風機類轉(zhuǎn)動設(shè)備應(yīng)用較多，其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護、維修費用占到生產(chǎn)成本的7%~25%。隨著電力體制改革的不斷深入，競價上網(wǎng)的不斷推廣，節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和電廠競爭力的重要手段之一。變頻調(diào)速技術(shù)順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個節(jié)能降耗新時代。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用一改普通電動機只能以定速方式運行的陳舊模式，使得電動機及其拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。目前，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展方向。選用變頻系統(tǒng)的同時可通過與dcs的智能接口，實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的自動控制。

1.2變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能分析

通常在電力生產(chǎn)中最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)閥門、風門、擋板開度的大小來調(diào)整泵與風機類轉(zhuǎn)動設(shè)備。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風機都要按額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，而運行工況的變化則使得能量以閥門、風門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護、維修費用高居不下。風機、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）易操作、免維護、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點；因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門、液偶的控制方案。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量q，壓力h以及軸功率p具有如下關(guān)系：q∝n，h∝n2，p∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟，設(shè)備運行工況也將得到明顯改善。

1.3與滑差調(diào)速相比

滑差調(diào)速的控制方式比較典型可靠，但其存在著調(diào)速精度差、范圍窄、線性不好、能耗高等缺點，而變頻調(diào)速系統(tǒng)的特點正好克服了傳統(tǒng)滑差調(diào)速系統(tǒng)的不足，具有效率高、無轉(zhuǎn)差損耗、調(diào)速范圍寬、特性硬、精度高、起制動方便靈活、能耗小的特點，既具有交流感應(yīng)電機的長處，又具有直流電機的調(diào)速性能，有非常顯著的可靠節(jié)能效果。與傳統(tǒng)的滑差電機相比變頻調(diào)速系統(tǒng)更有維護量小、啟動電流小、系統(tǒng)功能較為完善、給操作人員提供了便利等優(yōu)勢。

2廣泛應(yīng)用高、低壓變頻技術(shù)

生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等采用380v電機的設(shè)備可應(yīng)用低壓變頻技術(shù)進行變頻調(diào)速。采用6kv電機的泵與風機可應(yīng)用高壓變頻技術(shù)，可取得明顯效果。

以大型440t/h級cfb鍋爐發(fā)電機組為例：可設(shè)計安裝多套高壓變頻裝置(如一次風機6kv、1400kw，引風機6kv、1250kw，二次風機6kv、710kw，播煤增壓風機6kv、250kw，凝結(jié)水泵6kv、280kw，給水泵6kv、3400kw，循環(huán)水泵6kv、800kw)?？稍O(shè)計安裝多套低壓變頻裝置(4-6套計量皮帶給料機，5套羅茨風機，1套石灰石加料機，2套冷渣機，2套點火增壓風機，生活水泵、消防水泵、除鹽水泵等水泵，2套點火增壓風機)。當采用以上措施在發(fā)電機組正式投產(chǎn)后，廠用電率可下降到9％以下，可與同類煤粉爐的廠用電率相當，這樣就有效地克服了cpb鍋爐廠用電率高的缺陷。

實踐證明，變頻器用于風機、泵類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護、維修費用，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。

3積極應(yīng)用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機技術(shù)

近幾年內(nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)得到快速發(fā)展，產(chǎn)品有大、中容量6kv、10kv電壓等級。斬波內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用現(xiàn)代電子技術(shù)，控制電動機轉(zhuǎn)子（繞線式）感應(yīng)電流，從而控制轉(zhuǎn)子輸出轉(zhuǎn)矩，達到調(diào)速目的。與變頻調(diào)速相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)接于電機轉(zhuǎn)子回路，工作電壓低，運行穩(wěn)定可靠，且在低速下仍能保持較高的功率因數(shù)，效率較高；與傳統(tǒng)調(diào)速方法相比，內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速時不用改變電機接線即可實現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)速，不需額外增加開關(guān)，改善開關(guān)運行工況，對高壓電機具有重要意義；內(nèi)反饋調(diào)速系統(tǒng)利用逆變回路將轉(zhuǎn)子剩余能量反饋回電源系統(tǒng)，不消耗電能，效率特高。斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機系統(tǒng)改變傳統(tǒng)風機、泵類啟動及流量調(diào)節(jié)模式，根據(jù)負荷情況降低流量的同時能夠降低電機輸出功率達到節(jié)能目的，并能實現(xiàn)電機的軟啟動。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，取代風門、擋板、閥門流量控制。通過傳感器將有關(guān)物理量送入微機監(jiān)控系統(tǒng)還可實現(xiàn)自動調(diào)速，并具有故障記憶知檢功能，能夠大大提高生產(chǎn)自動化管理水平。

通過對采用此種技術(shù)的電廠考察發(fā)現(xiàn)，斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機具有較好的節(jié)能效果，采用斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機在調(diào)速工況下可節(jié)電40%以上，實際使用證明可明顯減低諸多風機、水泵的廠用耗電量,年節(jié)電顯著。早期設(shè)備元器件質(zhì)量有待提高，曾因元器件燒壞導(dǎo)致系統(tǒng)停運，但調(diào)速系統(tǒng)停運不影響電機正常運行。近期設(shè)備此類事故明顯減少，且該產(chǎn)品售后服務(wù)較好，事故發(fā)生后一天內(nèi)一般都能到達現(xiàn)場無償維修。總的看來內(nèi)反饋交流調(diào)速電機技術(shù)和控制系統(tǒng)具有一定的先進性，有很大的采用價值和顯著的經(jīng)濟效益。

4在系統(tǒng)設(shè)計方面降低廠用電耗公務(wù)員之家版權(quán)所有

在設(shè)計初期應(yīng)仔細考慮降低廠用電耗方面的工作，cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電水平就可接近煤粉鍋爐發(fā)電機組。在電廠設(shè)計初期設(shè)計單位應(yīng)與鍋爐廠、輔機制造廠以及兄弟設(shè)計院進行廣泛交流，討論諸如輔機容量選擇、系統(tǒng)配置、阻力計算等若干方面的問題，為廠用電的降低打好良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

在風機選型方面進行優(yōu)化。先由鍋爐廠提出一個較準確的阻力計算值（不含任何裕量），最后進行整個煙風系統(tǒng)阻力計算后，統(tǒng)一按《大火規(guī)》考慮其裕量，可避免重復(fù)計算裕量后帶來的風機、偶合器及電機等不在高效區(qū)運行的狀況發(fā)生，可有效降低電耗。同時應(yīng)注意《大火規(guī)》中循環(huán)流化床部分風機的流量及壓頭裕量規(guī)定的遠比常規(guī)煤粉爐送、引風機規(guī)定的裕量大的多，應(yīng)進行廣泛調(diào)查合理選擇，以便使風機在高效區(qū)運行。

采用新型可靠的出渣方式。將鍋爐廠習慣配套的風水聯(lián)合流化床冷渣器改為滾筒式冷渣器或鋼帶式冷渣器，渣系統(tǒng)電耗可從330-400kw降至100-200kw，廠用電降低（節(jié)能效果）顯著。

根據(jù)來煤細度決定是否需要粗級破碎，最好設(shè)計一級篩分系統(tǒng)，既保證了鍋爐的粒度要求，又有效地防止了過破碎，還在一定程度上降低了廠用電。

在電廠總體布置上采取措施，降低能耗。⑴在爐側(cè)就近布置渣庫，在兩爐之間布置石灰石粉庫，縮短輸送距離，降低電耗；⑵一、二次風機靠近空氣預(yù)熱器布置，降低了風道阻力從而降低電耗；⑶灰?guī)觳贾迷趶S區(qū)內(nèi)且距電除塵較近，大大降低氣力除灰系統(tǒng)的電耗。

鍋爐制造廠的鍋爐本體設(shè)計對廠用電的影響較大。在設(shè)備招議標時應(yīng)對比風量、風速等各種參數(shù)的差異并考慮對廠用電的影響。

5結(jié)論

循環(huán)流化床（cfb）鍋爐發(fā)電機組廠用電率高達10-12％，明顯地抵消了cfb鍋爐的諸多優(yōu)勢。廠用電率高的問題已成為制約cfb鍋爐大型化快速發(fā)展的瓶頸。如在設(shè)計上廣泛采用變頻、斬波內(nèi)反饋調(diào)速電機等高低壓調(diào)速節(jié)能技術(shù)，同時在鍋爐本體設(shè)計、系統(tǒng)配置、輔機選型等方面采取有效措施后，可使cfb鍋爐發(fā)電機組的廠用電率降到接近同類型煤粉爐發(fā)電機組的程度，與采用濕法煙氣脫硫裝置的同類型煤粉爐發(fā)電機組的廠用電水平相當。