高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在煤粉爐引風(fēng)機的控制應(yīng)用

1、高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在煤粉爐引風(fēng)機的控制應(yīng)用1、引言電力資源是資源戰(zhàn)略問題中的重中之重，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。風(fēng)機是火力發(fā)電廠最重要的輔助設(shè)備之一，鍋爐的四大風(fēng)機的總耗電量約占機組發(fā)電量的2%左右。由于設(shè)計的考慮，而導(dǎo)致風(fēng)機型號的層層加碼，電站鍋爐的風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓富裕度達20%30%是很常見的事情，因此對其開展節(jié)能減排，意義重大。2、用戶情況簡介青島熱電集團公司是國有獨資大型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，主要擔負著為青島市企、事業(yè)單位和居民供熱及部分發(fā)電任務(wù)。自1993年成立以來，形成了供熱、發(fā)電、熱力工程設(shè)計與施工、熱力產(chǎn)品制造與經(jīng)營、新型建材、房地產(chǎn)開發(fā)等多種產(chǎn)業(yè)并舉的熱電發(fā)展新格局。2001年公

2、司推出“暖到家”服務(wù)品牌，成為全國供熱行業(yè)中首家注冊服務(wù)商標的企業(yè)。為了建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型企業(yè)，青島熱電股份有限公司決定對其1#、2#的75t/h煤粉爐的引風(fēng)機開展變頻改造，進一步降低能耗，提高企業(yè)的核心競爭力。改造前，引風(fēng)機采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門最大開度不超過60%。 引風(fēng)機電動機的主要參數(shù)及運行數(shù)據(jù)如下：3、現(xiàn)場控制要求及改造方案介紹由于是廠內(nèi)的第一例煤粉爐的引風(fēng)機變頻改造，廠家非常重視，作為一個交鑰匙工程，同時也希望對其后的幾臺煤粉爐變頻改造提供一個樣本。除了對變頻器本身的一些基本性能要求可靠外，還包括如下幾項：變頻裝置有自動切換的電源旁路系統(tǒng)，采用一拖二控制，可使兩臺電機任意一臺變

3、頻運行而另一臺工頻運行。要求提供遠程控制后臺（用戶機組控制系統(tǒng)未采用DCS集控系統(tǒng)）。變、工頻互切要求平穩(wěn)可靠，保證鍋爐不滅火、不產(chǎn)生正壓、不會產(chǎn)生安全事故。變頻轉(zhuǎn)工頻時風(fēng)門由全開自動調(diào)整到合適角度的時間能滿足實際工況的要求。變頻故障且工頻投入失敗時，發(fā)出大聯(lián)鎖信號。兩個切換柜之間、切換柜與開關(guān)柜之間閉鎖試驗滿足要求。經(jīng)過廠家多方調(diào)研對比及招標，最終決定采用由廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的ZINVERT型系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，其改造方案如下圖所示：利用原備用開關(guān)柜做變頻器的進線電源開關(guān)，增加兩套自動切換柜做為變頻器一拖二的選擇及變頻自動旁路運行切換系統(tǒng)。采用一臺工頻、一臺變頻運行方式：選擇

4、M1變頻;切換柜1的J1、K1閉合，切換柜2的K2閉合，J2斷開，同時變頻器輸出閉鎖節(jié)點使M1電機進線斷路器合閘回路切斷;M2電機進線斷路器可正常操作;在確認J1、J2、M1進線斷路器狀態(tài)后允許閉合變頻進線斷路器，M1變頻運行。 選擇M2變頻;切換柜2的J2、K2閉合，切換柜1的K1閉合，J1斷開，同時變頻器輸出閉鎖節(jié)點使M2電機進線斷路器合閘回路切斷;M1電機進線斷路器可正常操作;在確認J1、J2、M2斷路器狀態(tài)后允許閉合變頻進線斷路器，M2變頻運行。為滿足現(xiàn)場運行的以上要求，針對性的設(shè)計如下：提供有專用遙控臺，并根據(jù)用戶要求，兩個機組分別設(shè)有頻率調(diào)節(jié)器，根據(jù)對應(yīng)的電機變頻運行時選擇調(diào)節(jié)器。

5、ZINVERT系統(tǒng)成熟的轉(zhuǎn)速追蹤技術(shù)，無沖擊啟動任何轉(zhuǎn)速下的電機，可保證變、工頻互切時鍋爐不滅火、不產(chǎn)生正壓、不會產(chǎn)生安全事故。變頻轉(zhuǎn)工頻時需要風(fēng)門全開自動調(diào)整到合適角度后切換，由于廠家的風(fēng)門調(diào)節(jié)器無反饋信號，采用變頻器來控制關(guān)風(fēng)門的時間，通過現(xiàn)場試驗、修改變頻器控制器一個時間參數(shù)，很方便的選擇最合適的關(guān)風(fēng)門時間，保證了變、工頻互切時電機、鍋爐、機組的過渡平穩(wěn)。增加了大聯(lián)鎖信號。一是變頻器故障且電機工頻投入失敗，二是變頻器電源母線失電且備用電源投入失敗，而電機工頻電源亦失電，三是變頻器電源母線失電且備用電源投入失敗，而電機工頻投入亦失敗，四是電機在工頻運行時電機開關(guān)跳閘，幾種情況下均發(fā)出大聯(lián)鎖

6、信號。除了本身的電氣互鎖以外，還額外增加了切換柜與進線開關(guān)柜之間的互鎖。如J1與J2互鎖，J1與M1進線開關(guān)柜互鎖，J2與M2進線開關(guān)柜互鎖。根據(jù)用戶要求，增設(shè)現(xiàn)場事故按鈕，當現(xiàn)場發(fā)出緊急事故信號時，變頻器會緊急停機，并同時發(fā)出大聯(lián)鎖信號。通過以上的一些針對性設(shè)計，很好的滿足了保證機組穩(wěn)定、可靠運行的要求，所有功能均經(jīng)過雙方現(xiàn)場嚴格試驗后，都達到了預(yù)期的效果。4、改造后的節(jié)能情況引風(fēng)機變頻器于2007年10 月正式投入運行以來，連續(xù)無故障穩(wěn)定運行，節(jié)能效果顯著。由于機組負荷變動，節(jié)能比例在一個范圍內(nèi)波動，經(jīng)過對改造前、后幾個月的引風(fēng)機用電量比較，得出了節(jié)能比例在40%以上，當負荷低時，節(jié)能效果

7、則更明顯。 引風(fēng)機變頻改造前后的各一時段基本相同蒸發(fā)量情況下可比的運行平均工況如下：引風(fēng)機采用變頻改造后，體現(xiàn)出的以下效果令用戶很滿意：1）節(jié)能效果明顯：節(jié)能比例在40%以上。2）噪音大大減小，改善運行人員的工作環(huán)境：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，風(fēng)機、風(fēng)管的噪音大大下降，現(xiàn)場運行人員反映良好。3）設(shè)備運行與維護費用下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)節(jié)能，在負荷率較低時，電機、風(fēng)機轉(zhuǎn)速也降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護周期可加長，設(shè)備運行壽命延長。4）網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高：采用高壓變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.95以上，大大的減少無功功率需求，提高機組發(fā)電無功輸出能力。5）用高壓變頻調(diào)速裝置后，可對電機實現(xiàn)軟啟動，啟動時電流不超過電機運行額定電流的1.2倍，對電網(wǎng)無任何沖擊，電機使用壽命增長。5、結(jié)語青島熱電集團公司#1、#2 機組引風(fēng)機采用ZINVERT系列高壓變頻器節(jié)能改造，高壓變頻器設(shè)備投運至今運行穩(wěn)定，顯著的節(jié)能效果也為熱電廠降低廠用電率，降低了發(fā)電成本;運行效果顯示，煤粉爐引風(fēng)機采用高壓變頻調(diào)節(jié)，滿足了爐膛風(fēng)量風(fēng)壓控制要求，提高控制水平，保證了機