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、風(feng)量(liang)，實(shi)現(xian)燃(ran)料(liao)係(xi)統(tong)快(kuai)速(su)負(fu)荷(he)響(xiang)應(ying)，就(jiu)對(dui)風(feng)量(liang)的(de)供(gong)給(gei)及(ji)使(shi)用(yong)等(deng)工(gong)藝(yi)指(zhi)標(biao)提(ti)出(chu)了(le)很(hen)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)。一(yi)方(fang)麵(mian)，係(xi)統(tong)對(dui)風(feng)壓(ya)要(yao)求(qiu)嚴(yan)格(ge)
，過(guo)高(gao)影(ying)響(xiang)噴(pen)燃(ran)器(qi)的(de)火(huo)焰(yan)形(xing)態(tai)、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

weilechongfenbaozhengxitongdekekaoxing，weibianpinqitongshijiazhuanggongpinpangluzhuangzhi，bianpinqiyichangshi
，bianpinqitingzhiyunxing，dianjikeyizhijieshoudongqiehuandaogongpinxiayunxing。gongpinpangluyou3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。