江苏华昌化工热电项目
时间：2021-06-17
改造设备：过滤引风机、一次风机、水泵等
改造功率：500-1120KW；改造台数：5台；节电率：22-38%
年节约用电：821万度（KWH）
一、现场情况
1、相关工况
根据对现场情况的初步了解，贵公司分别有75T 和130T 锅炉各二台，其中1#与2#锅炉相同，3#与4#锅炉相同，而#4 锅炉引风机及一次风机已完成变频节电改造工作。按照当时数据采集时的锅炉运行情况，风机电动机的负载率大多在60%～85%，存在“大马拉小车”现象。
2、改造方案
根据现场引风机运行情况，建议将#1～#3 锅炉引风机的电动机主回路分别增加智能节电控制系统。
为了保证锅炉引风机运行的可靠性，智能变频节电器具有工频旁路装置，当变频器发生故障停止运行时，电机可以切换到工频方式下运行，这样可以保证锅炉的运行要求，提高了整个系统的安全稳定性。引风机和送风机之间的联锁仍采用系统原联锁方式。
设置远程控制和本地控制两种控制的方式，远程可通过DCS 对变频器进行启动、停机、调速等控制，并可在DCS 上显示变频器的运行数据和当前状态，实时监控系统运行。
1）、在#1～#3 锅炉引风机电机上分别采用一拖一方式改造；
2）、变频器给定频率由用户从DCS 端直接给定；
3）、运行信号、停止信号等从DCS 给定；
4）、变频器的运行状态信号从变频器的控制柜送到DCS，以便实时观察；
5）、改造后对风量及风压的控制，直接通过调节变频器输出频率，实现电动机转速的调节即可；
6）、将相应引风机的入口风门全部打开，不再调节风门开度，用控制电机转速的方法来调节所需的风量及风压。
二、改造后的效果及投资回报
(一)、节能效益
以3#炉引风机计算为例电机额定电压6KV、额定功率1120KW，实际运行电流约为82A，功率因数COSΦ取0.8，风门实际开度约60%，根据以往改造经验，其实际风量约为额定风量的72%左右。
未使用节电器时风机功率按下式计算：
P 原=1.732×Ⅰ×V×COSΦ
=1.732×82×6×0.8 ≈682KW
使用节电器后，根据相似定律，风机功率由下式计算
P 节=（Q 节/Q 定）3×P 额/(η1×η2)
=0.72³×1120/(0.96×0.95)≈458KW
η1 为节电器效率取0.96，η2 为传动效率取0.95；
应用节电器后，挡板将置于全开位置。考虑目前管网阻力，
节电率=（682-458）÷682≈32.8%
年节电量= (682-458)×330×24≈177.4 万KWh
由工况数据分析可知，采用调节挡板方式，引风机年（年运行330 天计）耗电量约540 万度，使用节电器后的年用电量约362.6 万度，年节电量约177.4万度左右，以电度电价0.5 元/kWh 计算，年节约电费约88.7 万元。
上述计算中，以锅炉在当时运行负荷下的数据为基础。锅炉运行负荷是随系统的负荷而变化，其引风机的运行也跟随系统负荷需求变化，不同的运行负荷，其消耗的电量不一样，节电率也会不同，系统负荷高时风机节电率较低，反之则较高。
根据现场运行数据，则大致节电率范围如下：
表中数据供节电功率计算和回收周期计算参考，具体节约电量应以改造前后在相同工况、相同运行时间下电力计量表数据为准。
2、投资回报期
根据平均节电率，一般在两年左右，投资成本即可从节约的电费开支中收回
(二)、综合效能
1、节约电能
采用高压智能节电器可以节约大量电能，一般节电率可达22～45%。
2、有利于机组安全稳定地运行
采用高压节电器后，风机风道档板在全开位置，风道档板压流损失减小，由于节电器可以非常平滑稳定的调整风量，运行人员可以自如的调控燃烧，锅炉运行参数得到了改善，提高了锅炉效率,从而保证系统及发电机组的安全与稳定运行。
3、延长电机、风机以及阀门等的使用寿命
采用高压节电器，实现风机电机软起动，起动电流在额定电流以内，消除了直接起动时巨大电应力对电机的损坏和对设备的冲击。这都使得电机和风机以及阀门等使用寿命延长。
4、减少了维修工作量和维修费用
采用节电器后，无论哪种工艺条件，随时可以通过调整转速使风机在接近额定状态下工作，这样就可避免因通过风门控制使风机过多偏离额定工作区而引起的振动，通常情况下，节电系统的应用主要是为了降低风机的转速。由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了许多零部件的寿命；同时极大的减轻了烟气对烟道档板的冲击腐蚀，有效延长了烟道档板的检修周期，减少了检修维护开支，节约大量维护费用。
5、工作强度降低
通过节电装置调节风机运行，操作方便，可以就地操作和在控制室遥控。如果节电系统在运转设备与备用设备之间实现计算机联锁控制，机组可实现自动运行和相应的保护及故障报警，操作工作由动手转变为监控，大大降低了劳动强度，提高了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。
