摘要：根據高壓變頻器在某集團熱電分公司引風機上的應用
，分析改造前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

該廠現有220t/h循環流化床鍋爐1台
，240t/h循環流化床鍋爐 6台， 600t/h循環流化床鍋爐3台，2台25MW雙抽凝汽式機組，2台30MW雙抽凝汽式機組，2台50MW雙抽凝汽式機組

，1台150MW雙抽凝汽式機組
，是集團內部最大的供熱單位，並在後端蒸汽需求降低時將一部分富裕蒸汽用來發電。根據集團“短平快”項目計劃，對6
、9#爐引風機、7、9#爐二次風機電動機進行高壓變頻改造。

二

、改造情況

1．循環流化床鍋爐係統工藝流程 

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(zai)30%-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、鍋爐負荷的變動，都直接影響風量的控製指標。

由(you)於(yu)目(mu)前(qian)引(yin)風(feng)機(ji)風(feng)量(liang)調(tiao)節(jie)方(fang)式(shi)不(bu)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)滿(man)足(zu)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)燒(shao)能(neng)力(li)及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)運(yun)行(xing)需(xu)要(yao)，所(suo)以(yi)有(you)必(bi)要(yao)對(dui)引(yin)風(feng)機(ji)進(jin)行(xing)節(jie)能(neng)和(he)調(tiao)節(jie)性(xing)能(neng)改(gai)造(zao)
，來(lai)滿(man)足(zu)機(ji)組(zu)整(zheng)體(ti)調(tiao)節(jie)性(xing)能(neng)需(xu)要(yao)。

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you3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

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．節能效果分析

1、引風機現場技術數據：

1）工頻運行時引風機運行參數統計

2）電價： 0.5316元/kW?h

3）全年工作時間：7240h

2
、工頻狀態下的年耗電量計算：

Pd：電動機總功率 ；PA：A電動機功率 ；PB：B電動機功率 ；IA：A電動機輸入電流 ；IB：B電動機輸入電流

；  U：電動機輸入電壓 ； cosφ：功率因子。

計算公式：PA = ×U×IA×cosφ 
；PB= ×U×IB×cosφ ；

則Pd =PA+PB= ×U×(IA+IB)×cosφ…①

電動機在工頻狀態下，引風機電動機實際功耗計算值見下表。

Cd：年耗電量值 
；T：年運行時間 ；δ：單負荷運行時間百分比 。                            

累計年耗電量公式：Cd= T×∑（Pd×δ）…②

Cd =7922566 kW?h

因此，采用工頻運行時，每年引風機耗電量約為792萬度電。

3、變頻狀態下的年耗電量計算：

電動機在變頻狀態下，引風機電動機運行參數見下表。

Cb：年耗電量值 ；T：年運行時間 ；δ：單負荷運行時間百分比 。    

累計年耗電量公式：Cb= T×∑（Pb×δ）…⑤

Cb =4611485 kW?h

因此，采用變頻運行時，每年引風機耗電量約為461萬度電。

4
、節能計算：

年節電量：ΔC= Cd－Cb = 792－461=331萬kW?h

節電率： （ΔC/Cd）×100% =（331/ 792）×100% =41% 

節約電費若以上網電價0.5316元/度計算
，則每年引風機改變頻可節約電費為：331×0.5316=176萬元。

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。