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技術工作（方案、措施、匯報、請示、總結）報告
題目：＃1、2爐增壓風機變頻改造可行性研究報告
編寫：***
初審：審核：
審定：批准： 2023年09月 19 日
一、前言
（一）專案名稱：＃1、2爐增壓風機變頻改造可行性研究報告
（二）專案性質：技術改造
（三）可研編制人：***
（四）專案負責部門：裝置部
（五）專案負責人：
二、專案提出的背景及改造的必要性
（一）承擔可行性研究的單位：裝置部電氣專業
（二）專案提出的背景：
＃1、2爐脫硫有二台型號為ant37e6，流量為1836288nm3/h，電機功率為1800kw，轉速為490r/min的靜葉可調軸流式增壓風機，在機組開停機過程中，增壓風機出力有剩餘；另外，由於我廠處於電網的末端，機組長期處於調峰執行狀態，負荷不能長期保證滿載，需調整增壓風機靜葉來保證增壓風機執行中流量的需要，由於增壓風機本身不能調整轉速，造成了電能的浪費。
（三）專案進行的必要性:
通過對增壓風機進行變頻改造，通過調整增壓風機電機的轉速，實現增壓風機流量的調整，既滿足了執行工況的需要，又節約了電能，尤其是開停機和低負荷工況時，大大降低電機的功耗。
（四）調查研究的主要依據、過程及結論：
1. 風機在不同頻率下的節能率
風機是傳送氣體的機械裝置，是將電動機的軸功率轉變為流體的機械能的一種機械。從流體力學原理得知，風機風量與電機轉速功率相關：風機的風量與風機電機的轉速成正比，風機的風壓與風機電機的轉速的平方成正比，風機的軸功率等於風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機電機轉速的三次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比）：
根據上述原理可知改變風機的轉速就可改變風機的功率。
例如：將供電頻率由50hz降為45hz，則p45/p50=453/503=0.729，即p45=0.729p50
將供電頻率由50 hz降為40hz，則p40/p50=403/503=0.512，即p40=0.512p50
2、增壓風機的變頻節能改造：
增壓風機在設計時是按最大工況來考慮的，在實際使用中大部分時間風機都需要根據實際工況進行調節，傳統的做法是調整靜葉的方式進行調節，這種調節方式增大了系統的節流損失，在啟動時還會有啟動衝擊電流，且對系統本身的調節也是階段性的，調節速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統工作在波動狀態；而通過在風機上加裝變頻調速器則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統工作狀態平緩穩定，並可通過變頻節能收回投資。
（五）原系統或裝置的基本情況：
1． 擬進行檢修的系統或裝置的基本情況說明：
#1、2爐脫硫的增壓風機為靜葉可調軸流風機，成都電力機械廠生產，型號為ant37e6，流量為1836288nm3/h，配套電機為湘潭電機廠生產，型號為ykk800-12w，電機功率為1800kw，轉速為490r/min，額定電流220.8a。
2． 系統或裝置簡述：
增壓風機是在火電廠濕法脫硫工藝系統中，用於克服煙氣流經原煙道、煙氣換熱器（ggh）、吸收塔、淨煙道、擋板門等整個脫硫系統阻力的裝置。系統每台爐配置一台增壓風機，鍋爐煙道尾部煙氣經增壓風機公升壓後進入吸收塔脫除大部分so2、煙塵、氮氧化物、重金屬等大氣汙染物，然後經煙囪排向大氣
3． 銘牌：
增壓風機型號：ant37e6，490r/min，流量1836288n m3/h
增壓風機電機型號：ykk800-12w ，1800kw ，6kv，220.8a，496r/min
4． 製造商：
增壓風機：成都電力機械廠
增壓風機電機：湘潭電機股份****
5． 投產日期：
2023年10月
6． 技術狀況及其他有關技術引數：
增壓風機隨機組執行工況變化，增壓風機的流量及增壓風機電機電流的引數變化如下表：
7． 執行簡歷：＃1、2機組增壓風機隨機組2023年投運以來，一直執行，當機組負荷發生變化時，通過調整增壓風機靜葉開度調節流量。
（六）存在的主要問題：
1． 缺陷情況的記錄和敘述：
只要機組執行，增壓風機的流量就為額定工況，執行中根據工況的變化通過調整增壓風機靜葉開度來滿足需求，極大的浪費了電能，提高了廠用電率，減少了上網電量，影響我廠經濟效率。
2．安全生產：無
3．系統匹配：無
4．環境保護：無
5．節能降耗、提高經濟性：
增壓風機變頻調速改造完成後，在系統工況發生變化時，通過調整電機轉速，從而實現增壓風機流量的調整，電機輸入頻率降低，轉速減慢，從系統吸收和消耗的功率同比減少，可以節約電能，降低廠用電。
（七）通過專案的實施需要解決哪些問題：
通過對＃1、2機組的增壓風機電機進行變頻調速改造，在機組開停機和負荷變化時，可實現增壓風機流量的平穩調整，減少了電機損耗。
三、方案論證
方案一：
採用變頻自動切換為工頻方式的變頻調速系統
在增壓風機高壓回路上通過串接變頻器，採用一拖一旁路的配置方式，保留原工頻系統且與變頻系統互為備用，調節方式均為閉環調節。當高壓變頻器發生故障時，增壓風機可以通過自動切換旁路開關工頻執行，並可在變頻器故障排除後重新投入使用時，通過人工給出切換指令，切回變頻執行方式，。
一拖一自動切換旁路工頻執行方案：
此方案是一拖一自動旁路的典型方案,原理是由2臺高壓隔離開關qs1、qs2，兩台真空斷路器qf1、qf2及一台真空接觸器km1組成（見上圖，其中q1為原高壓開關櫃內的斷路器）。其工作原理為：變頻執行時，qf1和km1處於合通狀態，qf2處於分斷狀態，當人工給定切換指令或者系統出現重故障時，變頻器自動分斷qf1和km1，然後合通qf2，電動機進入工頻執行狀態。
當需要變頻器重新投入使用時，人工給出切換指令，變頻器先合通qf1，變頻器進入預充電狀態，變頻器充電就緒以後自動執行並斷開qf2，當確認qf2斷開後合上km1，變頻器檢測電動機的狀態，並以檢測到的轉速開始將電動機帶回50hz執行工況，此時使用者需重新調節節流裝置和變頻器的給定頻率以滿足工況。
優點:大幅度減少電機能耗，減小啟停時對電機的衝擊，延長電機使用壽命，在檢修變頻器時，有明顯斷電點（隔離刀閘qs1和qs2），能夠保證人身安全，同時工變互切功能使變頻器在出現重故障時不會導致電動機停運，保證了電機供電的連續性及脫硫投運率。
方案二：
採用手動切換功能的變頻調速系統
此方案是一拖一手動旁路的典型方案,原理是由3個高壓隔離開關qs1、qs2和qs3組成（見左圖，其中qf為原高壓開關櫃內的斷路器）。要求qs2和qs3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。變頻執行時，qs1和qs2閉合，qs3斷開；工頻執行時，qs3閉合，qs1和qs2斷開。
斷路器和高壓隔離開關互鎖，防止誤操作。
優點: 大幅度減少電機能耗，減小啟停時對電機的衝擊，延長電機使用壽命，在檢修變頻器時，有明顯斷電點，能夠保證人身安全，同時也可手動使負載投入工頻電網執行，造價低等優點。
（一） 改造後預期達到的效果：
就節能環節而言，方案一與方案二效果相同變頻節能系統（裝置）在各類調速系統中使用時其節能效果對於單台裝置可做到20-55%。
機組長期調峰執行中，增壓風機電機長期基本額定執行，流量控制只能通過調整增壓風機靜葉開度來實現，電機做了很多無用功，浪費了電能，裝置承擔了無用的損耗。兩種方案均通過調節增壓風機電機轉速實現增壓風機流量任意調節，可以節約電能，降低廠用電率。
（二） 是否需要停機停爐或結合機組大、小修等：
需要。（三） 從技術、經濟、效果等方面論證其實施可行性、合理
性、存在問題和解決辦法：
兩種改造方案均採用密閉迴圈風冷式變頻調節裝置，採用變頻調速調節流量節電可達20%到60%。變頻改造完成後，解決機組長期調峰執行中，增壓風機電機長期基本額定執行，流量控制只能通過調整增壓風機靜葉開度來實現，電機做了無用功，浪費了電能，裝置承擔了無用的損耗。通過調節增壓風機電機轉速實現增壓風機流量可任意調節，可以節約電能，降低廠用電。
（四） 要求定量、準確地對其效能指標、投資費用、效益作
出綜合比較：
方案一：
主裝置費用：
增壓風機電機變頻器調速改造後，每台機按當前的負荷狀況，每年按執行5500小時計算（2023年＃1機組利用小時數為5500小時），其中180mw的執行時間約佔30％，300mw的執行時間約佔30％，200mw和250mw的執行時間約各佔20％，改造後，比照幫浦的流量（機械負荷的情況）計算電機的功耗，每年節約的電能計算如下：
δp=1800×（1－1444÷1836）×5500×30％＋1800×（1－1517÷1836）×5500×20％＋1800×（1－1786÷1836）×5500×20％
＝（0.066＋0.042＋0.006）×1800×5500
＝ 1069200kwh
我廠2023年機組發電量為22.4億度，機組執行小時數為5500小時，經變頻改造後，按15％的節電率計算，節約電能：
δp=1800×5500×15％
＝1485000kwh
綜合以上兩種演算法，增壓風機改造後，每台每年約可節約電能100～140萬度，按目前電價最多可節約61.6萬多元。
方案一對於保證系統執行的連續性、穩定性及脫硫投運率有著明顯的優勢，在變頻裝置出現重故障後，能瞬時自動切換至工頻執行，無需人工進行倒換操作，在變頻裝置故障排除後，又可自動通過給定指令切換至變頻執行，避免了切換工頻後需待停機方可切回變頻而導致的廠用電損耗。
方案二：
主裝置費用：
單從節能方面方案二與方案一一致，主材料費用兩台增壓風機較之方案一少花費20萬元，共計276萬元，但其由於採用手動切換，對於脫硫投運率不利，增加了執行人員的工作量，增加了誤操作的可能性，並且在手動切工頻後需等停機方可再次切回變頻，造成不必要的電能損失。
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第一章專案概況 第二章社會經濟發展狀況調查 第三章自然環境現狀 第四章垃圾產生成分分析 第五章堆肥產品在農業中的應用 第六章垃圾處理規模和工藝分析 第七章垃圾分離堆肥廠建設 第八章環境保護與勞動安全 第九章人員編制及經營管理 第十章工程投資 第十一章經濟分析 第十二章結論與建議 第一章專案概況 1....