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摘要：燃机电厂相对于传统的燃煤发电厂热效率高、排放量低，符合国家提倡的环保节能的要求。变频调速技术显著的调速性能和节点效果决定了其应用的广泛性。将变频调速技术应用在燃机电厂中可以更好的改善电机的调控性能，从而提高节能减耗的效果。本文通过对比某燃机电厂应用变频调速技术前后的指标及经济性，探讨变频调速技术的应用优势。第一部分为某燃机电厂概况；第二部分为燃机电厂运行指标及经济效益比对；第三部分为变频调速应用前景分析。旨在为变频调速技术的应用提供一些参考。
关键词：变频调速技术；燃机电厂；应用；经济性；前景
引言
随着全球能源危机的演化，节能环保理念已经在全球很多各国家上升到国家战略。在国家的节能战略规划实施中，变频调速作为非常重要的通用节能技术在多个领域得到推广应用。我国早在1998年实施的《中华人民共和国节约能源法》中就提出要将变频调速列为重点实施的10项资源节约综合利用技术改造示范工程之一。在机械领域电机中，几乎全部应用了变频调速技术。据统计，变频调速技术的仅在电力行业中的应用为我国节省60%-70%的动力电。而中国带变动负载、具有节能潜力的电机至少有1.8亿千瓦。足以证明变频调速技术在电力电机中应用创造的经济价值。它开创了燃机电厂的高效、节能、减耗之路。研究变频调速技术在燃机电厂的应用对进一步推动燃机电厂节能减耗的实施有着重要的意义。
一、某燃机电厂概况
某电厂规划建设有6台39万千瓦级燃气一蒸汽联合循环热电冷联产机组。首期建设三套F级改进型的高效一拖一双轴联合循环发电机组，每套机组包括一台低NOx燃气轮机、一台燃机发电机、一台蒸汽轮机、一台汽机发电机、一台无补燃三压再热型余热锅炉及其相关的辅助设备。根据工程工艺系统的特点，用余热锅炉高压给水泵和省煤器再循环泵为例，分别统计6kV和380V电动泵加装变频器的运行指标，对比频调速技术的应用可行性进行分析，同时比对应用变频调速技术前后的节能效果及经济效益。
二、燃机电厂运行指标及经济效益对比
（一）电压6kV电动泵应用变频调速技术
1.运行指标比对
该工程的余热锅炉的100%高压给水泵设计电功率为1980kW、电压6kV，共计两台，其中一台为备用机。高压给水泵定速运行与高压给水泵变频运行的指标如下表1所示。
注：①表示高压给水泵定速运行；②表示高压给水泵变频运行。
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表1高压给水泵与高压给水泵变频运行指标比对表
2.节能效果
从表1可以看出高压给水泵在100%、75%、50%、30%工况下定速运行时电机实际消耗功率分别为1783.3、1704.4kW、1561.8kW、1369.6kW，而应用变频调速技术后在100%、75%、50%、30%工况下变频运行时电机实际消耗功率分别为1532.6kW、1144.0kW、760.1kW、454.0kW。变频运行下每个工况下电机实际消耗功率都小于定速运行的实际消耗。假定F型每年运行6600小时，75%及其以上的高负荷时间占90%，75%以下低负荷运行时间占10%，而高负荷运行时间内100%负荷约占三分之二，75%负荷约占三分之一；低负荷运行小时数中50%约占70%，30%负荷约占30%。应用变频技术后燃机电厂每季度在100%、75%、50%、30%工况下可分别节约993824kW、1109468kW、370376kW、181279kW，每年节能高达2654949。这说明变频调速技术的应用有利于降低发电机组运行消耗的功率，提升燃机发电的效能。
3.经济效益
假定发电成本为0.76元/kWh，变频技术在高压给水泵中的应用每年就可以节省202万元。该工程选用的高压给水泵变频器容量为3000kVA。根据国产设备500元/kVA、进口设备800元/kVA的市价，设备改进变频技术的价格分别为300万元和480万元，土建费约10万元，燃机电厂只需要1.5年或2.3年就可以收回成本。采用变频技术优化机组后运行年限远长与投资回收的时间，其收益效益远高于变频技术投资费用。这说明变频技术在燃机电厂的应用经济收益显著。
（二）电压380V电动泵应用变频调速技术
1.运行指标比对
该工程预热锅炉的100%省煤器再循环泵设计电压为380kV，数量为两台，一台为备用机。定速运行指标与变频运行指标如下表2所示。
注：①表示省煤器再循环泵定速运行；②省煤器再循环泵变频运行。
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表2100%省煤器再循环泵定速运行与变频运行指标比对表
2.节能效果
从表2可以看出100%省煤器再循环泵变频运行时，在性能保证纯凝100%、75%、50%、30%的工况下电机的实际消耗功率分别为46.9kW、35.2kW、18.8kW、10.8kW，相比未采用变频调速技术之前电机实际消耗64.6kW、61kW、18.8kW、10.4kW有明显的降低。假定F型机组每年运行小时数按6600小时，75%及其以上的高负荷占总运行时间的90%，75%以下低负荷运行小时数占10%，其中高负荷运行小时数中100%负荷占三分之二，75%负荷占三分之一；低负荷运行小时数中50%占70%，30%负荷占30%（198小时）。应用变频技术后省煤器再循环泵每季度在100%、75%、50%、30%工况下分别节能69913kW、51812kW、18262kW、9478kW，每年总节能149466kW。这也恰恰说明了变频调速技术在节能上的应用优势。
3.经济效益
假定发电成本为0.76元/kWh，省煤器再循环泵变频运行每年可省11.3万元。变频运行采用的变频器容量为80kVA，按照市价500元/kV，两台设备约8万元。燃机电厂只需要8.5个月就可收回成本，同样具有显著的经济效益。
三、变频调速技术应用前景分析
在国家提升节能环保的大背景下，变频在工业中的应用可以极大的降低设备运行能耗，提升综合经济效益。本文研究的变频调速技术在燃机电厂的应用综合分析了设备投资回收成本的时间。未来变频技术的工业应用已经成为必然趋势。电厂及其他工业生产应用变频调速技术时也应当综合分析技术、人员及设备成本，综合评估可行性。
四、结语
经本文研究，我认为在考虑可行性设计的前提下，采用合理的设计方案将变频调速技术应用于燃机电厂，精准的变频调速能有效的改善设备运行的稳性性、可靠性，促进辅机系统更加协调的运作。通过稳定的改善风机、水泵等大功率设备的运行频率，能有效的保障发电机组的安全稳定运行，提高发电机组的运行效率，降低运行能耗，从而实现提高发电机组运行经济效益的目标。
参考文献：
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