英威騰CHH100高壓變頻器在火電廠引風機上的應用
摘 要:根據高壓變頻器在引風機上的應用,分析改造之後的控製策略以及實際節能效果
關鍵詞:引風機 高壓變頻器 節能改造
一、概述
引yin風feng機ji是shi火huo電dian廠chang燃ran煤mei鍋guo爐lu引yin風feng係xi統tong的de主zhu要yao設she備bei之zhi一yi。通tong過guo控kong製zhi引yin風feng機ji入ru口kou擋dang板ban調tiao節jie引yin風feng量liang,維wei持chi爐lu膛tang負fu壓ya在zai一yi定ding的de範fan圍wei內nei運yun行xing。如ru果guo爐lu膛tang負fu壓ya太tai小xiao,爐lu膛tang容rong易yi向xiang外wai噴pen粉fen,既ji影ying響xiang環huan境jing衛wei生sheng,又you可ke能neng危wei及ji設she備bei和he操cao作zuo人ren員yuan的de安an全quan;負壓太大,爐膛漏風量增大,增加了引風機的電耗和煙氣帶來的熱量損失。因此,控製引風量大小,穩定爐膛負壓值,對保證鍋爐安全、經濟運行具有十分重要的意義。
二、改造情況
2.1 運行工況
根gen據ju機ji組zu負fu荷he的de變bian化hua,機ji組zu控kong製zhi係xi統tong將jiang負fu荷he指zhi令ling傳chuan遞di至zhi燃ran料liao係xi統tong實shi現xian整zheng個ge係xi統tong的de自zi動dong平ping衡heng,達da到dao安an全quan穩wen定ding運yun行xing的de目mu的de。在zai機ji組zu負fu荷he調tiao節jie範fan圍wei大da,負fu荷he調tiao節jie快kuai的de情qing況kuang下xia,循xun環huan流liu化hua床chuang需xu調tiao節jie給gei煤mei量liang,空kong氣qi量liang和he返fan料liao循xun環huan量liang,其qi負fu荷he須xu可ke在zai30%-110%之間調節;此外由於截麵風速高和吸熱控製容易,循環流化床鍋爐負荷調節速率要求也很快,一般達每分鍾4%。因此,通過采用調節一次風壓、fengliang,shixianranliaoxitongkuaisufuhexiangying,jiuduifengliangdegonggeijishiyongdenggongyizhibiaotichulehengaodeyaoqiu。yifangmian,xitongduifengyayaoqiuyange,guogaoyingxiangpenranqidehuoyanxingtai、過低風導致燃燒不充分。另一方麵,係統對風量的控製受到諸多因素的影響,風溫的變化、guolufuhedebiandong,douzhijieyingxiangfengliangdekongzhizhibiao。youyumuqianyinfengjifengliangtiaojiefangshibunenghenhaodemanzuguoluranshaonenglijiwendingxingyunxingxuyao,suoyiyoubiyaoduiyinfengjijinxingjienenghetiaojiexingnenggaizao,laimanzujizuzhengtitiaojiexingnengxuyao。xitonggongyiliuchengjianxiatusuoshi:

2.2 一次動力係統策略
為(wei)了(le)充(chong)分(fen)保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),為(wei)變(bian)頻(pin)器(qi)同(tong)時(shi)加(jia)裝(zhuang)工(gong)頻(pin)旁(pang)路(lu)裝(zhuang)置(zhi),變(bian)頻(pin)器(qi)異(yi)常(chang)時(shi),變(bian)頻(pin)器(qi)停(ting)止(zhi)運(yun)行(xing),電(dian)機(ji)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)手(shou)動(dong)切(qie)換(huan)到(dao)工(gong)頻(pin)下(xia)運(yun)行(xing)。工(gong)頻(pin)旁(pang)路(lu)由(you)3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成(其中QF為甲方原有高壓開關)。要求QS2不能與QS3同時閉合,在機械上實現互鎖。變頻運行時,QS1和QS2閉合,QS3斷開;工頻運行時,QS3閉合,QS1和QS2斷開。
為了實現變頻器故障的保護,變頻器對6KV開關QF進行聯鎖,一旦變頻器故障,變頻器跳開QF,要求甲方對QF的合分閘電路進行適當改造。工頻旁路時,變頻器應允許QF合閘,撤消對QF的跳閘信號,使電機能正常通過QF合閘工頻啟動。設計方案如下:

一拖一手動旁路圖
三、控製係統方案
由於4#機組自動化投入率比較高,為減少此次引風機係統變頻改造對整個鍋爐係統的影響,仍然由DCS實現引風係統投自動的控製邏輯與爐膛負壓PID調節,變頻器作為一個執行設備,接收DCS來的爐膛負壓調節信號,實現引風機轉速調節與擋板開度調節的協調控製。改造前後DCS控製邏輯SAMA圖如下所示:

對於DCS來說,引風係統改造前後的區別是控製對象不再是擋板而是引風機負荷率,DCS根據係統工況判斷所需要的引風機負荷率,直接控製引風機轉速與擋板開度,滿足爐膛負壓的控製需要。
四、運行工況分析
youyuxunhuanliuhuachuangguoluzailutangmaozhengyadeqingkuangxiarongyifashengbaozha,erlutangfuyaguodayefeichangweixian,cicigaizaoduixianyoulutangfuyabaohuluojibuzuobiangeng,zaiyinfengxietiaokongzhidanyuanzhongjiarukuaisufuhepinghenghuilu,quebaolutangfuyajixitonganquan。duiyingliangtaiyinfengjibianpinshebeipeiheyouduozhongyunxingfangshi,jutikongzhifangshiruxia:
1)單側引風機工頻運行
單側引風機工頻運行與目前現場運行工況相似,係統啟動後,DCS手動調節引風機控製信號直接控製引風機擋板開度,控製引風機負荷維持爐膛負壓。當機組負荷變化時可通過HCU-YF直接手動給定引風機擋板開度,實現鍋爐係統安全穩定運行。
2)單側引風機變頻運行
對於鍋爐引風係統單側引風引變頻運行的情況,變頻啟動時,引風機負荷為30%,同時,引風機擋板開度參與調節,當引風機擋板開度在90%以上時,HCU-YF協調調節引風機轉速控製引風機負荷確保爐膛負壓穩定,擋板開度調節和變頻轉速調節方式的切換回差為80%~90%,當擋板開度信號低於80%采用擋板開度調節方式。
3)兩側引風機工頻運行
兩側引風機工頻運行的情況與目前現場運行工況類似,引風係統投自動時,HCU-YF通過控製擋板開度來控製引風機負荷,同時接受外圍幹預,現有控製邏輯和閉鎖保護不做更改。
4)兩側引風機變頻運行
對於兩側引風機變頻運行的情況,在點爐時,變頻風機啟動實際頻率不小於15Hz,引風機負荷為30%,為有效防止爐膛負壓過低,HCU-YF控製引風機擋板開度參與調節。鍋爐負荷變化後,當擋板開度在90%以上時,HCU-YF協調調節引風機轉速控製引風機負荷確保爐膛負壓穩定,擋板開度調節和變頻轉速調節方式的切換回差為80%~90%,即當擋板開度信號低於80%時,采用擋板開度調節方式。
5)兩側引風機一工一變運行
兩liang側ce引yin風feng機ji一yi側ce工gong頻pin運yun行xing一yi側ce變bian頻pin運yun行xing的de情qing況kuang,在zai這zhe種zhong運yun行xing方fang式shi下xia,擋dang板ban調tiao節jie和he轉zhuan速su調tiao節jie要yao配pei合he調tiao節jie,控kong製zhi目mu標biao是shi風feng壓ya和he風feng量liang,引yin風feng協xie調tiao控kong製zhi單dan元yuan開kai度du函han數shu器qi根gen據ju鍋guo爐lu負fu荷he、liangceyinfengjidechulidengzhibiaojisuandangbankaidu,baozhengbianpinyinfenghegongpinyinfengdeyanqichukoufengyahefengliangjibenpinghengheliangceyinfengjiguanludeyizhixing,baozhengxitonglianghaodexiangyingnengli。cishi,dangbankaidutiaojieweicutiaojiefangshi,bianpinzhuansutiaojiezuoweixitiaojiefangshi,tongguoxietiaokongzhidanyuanbaozhenglutangfuyazaimubiaokongzhifanweinei。zaidantaishebeichuxianshigudeqingkuangxiaHCU-YF及時動作,給定提高引風機轉速的信號,同時,擋板控製手動操作可參與調節,防止故障過程中爐膛壓力波動過大。
五、總結
經改造後的引風機轉速調節與改造前的控製閥門開度調節相比,除了上述直接經濟效益外,還有許多間接經濟效益:
(1)采用變頻調速,消除了大電動機啟動時對電網電壓的波動影響。
(2)采用變頻調速,消除了大電動機大電流啟動時的衝擊力矩對電機損壞。
(3)采用變頻調速,延長了電機、管道和閥門的使用壽命,減輕了維修人員的工作量,降低了維修費用。
(4)提高了係統自動裝置的穩定性,為係統的經濟優化運行提供了可靠保證;係統的運行參數得到改善,提高係統效率。
參考文獻:
[1] 《CHH100係列高壓變頻器產品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司
[2] 徐甫榮 《高壓變頻調速技術工程實踐》中國電力出版社 2012-01出版







