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1、. . . .曲寨热电厂高压变频调速节能分析报告哈尔滨九洲电气股份有限公司2010年3月一、 概述曲寨热电厂位于河北省鹿泉市曲寨村，发电厂50MW机组火力发电变频节能改造项目正在筹备中。发电厂希望采用EMC（合同能源管理）方式，我公司已对现场工艺、工况进行了解，对锅炉辅机的实际运行数据进行采集，该数据由发电厂现场工作人员提供，仅代表当前工况下的运行情况。我公司建议采用PowerSmart TM系列高压变频器作为辅机调速设备，不仅可以实现节能降耗，还可以降低厂用电率和发电成本，对增加电厂的经济效益意义重大。本次数据采集包括一次风机、二次风机、1#引风机、2#引风机和给水泵及配套电机的铭牌参数和实
2、际运行参数。一般情况下，风机变频调速之后的流量和转速成正比，压力和转速平方成正比，其内功率则和转速立方成正比，节能效果与风机调速后的转速成立方关系变化。这时风机的工况点基本上符合相似定律。但是,实际中却没有这样的节能效果。由于相似定律是研究、设计风机本身的规律，它是就风机而论风机的定律。对于工作在管道系统中的风机必须视具体工况进行分析计算，由于风机的入口和出口风压是否为大气压，直接关系到风机的轴功率变化。因此，风机的节能计算不能照搬照抄相似定律，风机的节能计算必须根据具体实际工况进行分析计算。也应当考虑变频调速之后风机的效率、电动机的效率、变频器的效率等因素的影响。离心式风机与离心泵均属于平方
3、转矩类负载，水泵要克服管网阻力，尤其是克服节流孔板和电动调节门的阻力。其服务扬程比较大，这时水泵的工况点已经不符合相似定律。对于工作在管网系统中的泵必须视具体工况分析计算。二、 风机的运行特性1、工频运行特性1.1工频运行特性曲线p Rapa A Re pe E Rb pb B F1nQa Qe Qb Q图1-风机工频运行特性曲线1.2风机工频运行具有的特点图1中，F1为工频运行时的（Q-p）性能曲线，也是变频风机在50Hz下满负荷运行时的性能曲线。E点为工频运行时的额定工作点，即挡风板在某一固定位置时的工作点。A点为流量小于额定流量时的工作点，即通过关小挡风板沿着（Q-p）特性曲线向左上方滑
4、动的一系列的工作点；B点为流量大于额定流量的工作点，即挡风板开大直至全开，并且沿着（Q-p）特性曲线向左下方滑动的一系列工作点。请注意挡风板全开之后，应当防止电动机过载。pa为流量小于额定流量时的风机出口全压；pe为额定流量时的风机出口全风压；pb为流量大于额定流量时风机的出口全风压。Re为额定流量时，即挡风板在某一固定位置时的管网阻力曲线；Ra为小于额定流量时，即关小挡风板之后的管网阻力曲线；Rb为大于额定流量时，即挡风板开大直至全开之后的管网阻力曲线。挡风板在不同的位置时，Re，Ra，Rb实际是一系列曲线族。1为效率曲线。从图1中我们可以看出，papepb；QaQeQb；ab。在额定工作点
5、运行时，风机的效率最高，等于定效率。在额定工作点以外的任何工作点的效率都小于额定效率。2、变频运行特性2.1变频运行特性曲p Rapa A Re pe E Rb pb D B 1 F G C 2 F1 H F3 F2Qa Qe Qb Q图2-风机变频运行特性曲线2.2变频运行时的特点F2、F3不仅仅是二条曲线，而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族，即工作频率不同，（Q-p）曲线就沿着管网阻力曲线向左下方滑动形成不同的（Q-p）曲线族。Fn变化时，工作点A、E、B、也分别沿着管网阻力曲线Rb，Re，Ra变为C、D、F。效率曲线1也随着向左推移，并且形成高效扇形区。因此，风机变频运行时，pb降为
6、pc，pe 降为pd或pg；pa降为pf。流量Qb减小到Qe；Qe减小到Qa；Qa变得更小。如果Fn变化时，把挡风板打开到某个固定位置，使管网阻力为Re，保持流量Qa不变，即Qa恒定。工作点A即压力pa降为pg。如果Fn变化时，把挡风板打开到最大位置，使管网阻力为Rb，分别保持流量不变，即Qa、Qe、Qb恒定。工作点A、E即压力pa 、pe也分别降为ph 、pc。Pb恒定不变。随着频率Fn的降低，当管网阻力一定时（假设为Re），变频运行风机的出口压力逐渐降低为pd或pg，变频后流量从Qe快速减少为Qa，工作点G的所需要的扬程也随着降低。而频率增加时，风机的出口压力也上升，使流量Qa反而增加，直
7、至到Qe。如果要继续增加流量，此时必须把挡风板全部打开，流量最大可以达到Qb，此时要防止工频泵过载。变频运行时，频率不能调的过低，因为过低的频率运行，将满足不了工艺要求。3、变频泵与工频泵并联运行时的特性3.1变频泵与工频泵并联运行特性曲线图3-变频泵与工频泵并联运行特性曲线(1) F1为工频泵的性能曲线，也是变频泵在50Hz下满负荷运行时的性能曲线(假定变频泵与工频泵性能相同)，工频泵单泵运行时的工作点A1。(2) F2为变频泵在频率F2时的性能曲线，变频泵在频率F2单独运行时的工作点B1。(3) F3为变频和工频水泵并联运行的总的性能曲线，工作点C，扬程HC，流量QC=QA2+QB2。3.
8、2变频泵与工频泵并联运行时的特点（1）F2不仅仅是一条曲线，而是F1性能曲线下方偏左的一系列曲线族。F3也不仅仅是一条曲线，而是在F1性能曲线右方偏上的一系列曲线族。（2）F2变化时，F3也随着变化。工作点C也跟着变化。因此变频泵的扬程HB2，流量QB2，工频泵扬程HA2，流量QA2，以及总的扬程HC=HB2=HA2，和总流量QC= QA2+QB2都会随着频率F2的变化而变化。（3）随着变频泵频率F2的降低，变频泵的扬程逐渐降低，变频泵流量QB2快速减少;工作点C的扬程也随着降低，使总的流量QC减少；因此工频泵的扬程也降低，使工频泵流量QA2反而略有增加，此时要警惕工频泵过载。4、水泵变频调速
9、运行特性图4-水泵变频运行特性曲线（1）图4中，额定工作点仍然为A，理想管网阻力曲线R1与流量成正比。变频后的特性曲线F2，工作点B。流量为零时的净扬程H0，变频运行实际工作点HB与净扬程的差H=HB-H0，为克服管网阻力达到所需流量QB时的附加扬程。（2）图4中的工作点A为水泵额定工作点，满足水泵的额定扬程和额定流量。因此R1成为理想的管网阻力曲线，但是由于实际管网阻力曲线不可能为理想曲线，因此实际的最大工作点一定要偏离A点。如果实际最大工作点向A点右下方偏移，则由于流量增加较大，容易造成过载。三、 设备参数工程项目全称：曲寨热电厂风机名称： 一次风机序号风机参数一、风机名牌或随机样本参数二
10、、风机实际运行参数工况1工况2工况3工况4工况51风机型号与类型VR58IIIS1G0KK22001风机入口风压 PsrPa2风机全压PePa154902风机出口风压 PscPa109003额定流量Qem3/h1660003实际流量Qsm3/h4风机轴功率NzkW4实际风速Vsm/s5风机（内）效率 %5允许最小风压 PmPa6风机额定转速nr/m14806允许最小流量 Qmm3/h7介质的设计密度t/m37介质的实际密度t/m38介质的设计温度t1208介质的实际温度 t299风门实际开度k%或03810传动方式联轴器（ ）直联（ ）液力耦合器（ ）液力耦合器实际转速r/m11风机调节方式a
11、轴向（ ）；b单吸径向（ ）； c双吸径向（ ）; d混流（ ）；e入口挡板（）;f出口挡板（ ）请在（ ）中划确认。 电动机参数一、电动机名牌或随机样本参数二、电动机实际运行参数1电动机型号YKK650-41实际输出功率 NskW2额定功率NekW11202实际电压 USkV10.33额定电压UekV103实际电流 IsA59.84额定电流IeA76.94实际功率因数cos5额定功率因数 cos5单位电价： 元/kWh0.41联系电话：139304591396电机额定转速 nr/m14806年平均运行时间h/y8000联系人：谷工工程项目全称：曲寨热电厂变频节能改造项目风机名称：二次风机序号
12、风机参数一、风机名牌或随机样本参数二、风机实际运行参数工况1工况2工况3工况4工况51风机型号与类型VR65IIN1BORK17301风机入口风压 PsrPa2风机全压 PePa114102风机出口风压 PscPa80003额定流量 Qem3/h1332003实际流量 Qsm3/h4风机轴功率 NzkW4实际风速 Vsm/s5风机（内）效率 %5允许最小风压 PmPa6风机额定转速 nr/m14806允许最小流量 Qmm3/h7介质的设计密度 t/m37介质的实际密度t/m38介质的设计温度 t1208介质的实际温度 t299风门实际开度 k%或02610传动方式联轴器（ ）直联（ ）液力耦合器（ ）液力耦合器实际转速r/m11风机调节方式a轴向（ ）；b单吸径向（）； c双吸径向（ ）; d混流（ ）；e入口挡板（
