变频技术在火电厂高压风机上的应用

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　　摘 要：本文针对火电厂风机系统的运行工况，提出了完整的高压变频方案。随着节能降耗工作在电厂的深入开展，在高压风机中采用高压变频调速技术进行改造后，取得了明显的节能效果。
　　关键词：变频技术;高压风机;改造;节能
　　火电厂的主要辅机都是大功率的风机和水泵，风量风压的调整，多数采用液力偶合器、风门挡板等方式，由于这种方式仅仅是改变风道的流通阻力，而驱动源的输出功率并没有较大改变，节流损失相当大，致使厂用电率居高不下，发电成本不易降低。随着国产高压变频器技术已经成熟稳定，因此在锅炉辅机风机设备上选用高压变频调速具有巨大的节能潜力，可全面取代原低效的调节方式，解决了液力偶合器的传动效率低，维护成本高，故障后的停机损失大的问题，同时节省的大量电能消耗，降低了厂用电率，实现的火电厂的高效运行的目的。
　　1 变频改造的可行性分析
　　通过对电厂现有一次风机动力系统的研究、分析，综合其中存在的问题，结合现场实际工况，采用国内外最先进的高压变频矢量调速技术，通过合同能源管理模式，既解决了现场设备存在的问题，节约大量的电能，同时实现了低成本运营。
　　①利用原有的空地，建设一套单独变频室，用以安装八套高压变频装置，方便集中维护和监测。充分利用锅炉大修期间，改造了电和耦合器的混凝土基础平台，将效率低液力耦合器调速装置全部拆除，把原有的联轴器加工后，实现电动机和风机直连，提高了传动效率，彻底解决了耦合器的发热、维护工作量大的问题。利用变频调速的范围广的特性，解决了改造前锅炉点火前不能满足低风量的需求，节约了电能消耗，提高了点火效率。根据工艺制定了一套完善的变频改造实施、控制、保护、连锁方案，包括自动旁路、转速调节、搜索快速启动、故障自诊断、风门自动关闭等，实现了全自动化运行，全面优化了锅炉四大风机的运行工艺，达到操作简单、安全可靠的目的。
　　②选用DCS系统扩展模块，实现与高压变频器的信息传递，编写逻辑程序，保障与原有的辅机设备连锁条件不变，根据实际功能需求，编写人机画面程序，实现人机交互。对于同一台风机或水泵，当输送的流体密度不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律，机流量与转速的一次方成正比，扬程（压力）与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
　　③选用国内知名品牌高压变频器确保技术上的先进性和产品的稳定性，为整个节能改造打下良好的基础，确保改造后能达到预期目标，稳定高效投运。
　　2 高压变频的基本功能
　　①电动机拖动风机可实现软启动和软停车。系统设有就地和远方两种控制途径，就地控制是在变频器处通过触摸屏进行操作和应急处理，远方是在综合控制室内进行。DCS系统负责采集模拟量和开关量信号，对变频器实现控制。
　　②操作员通过远方控制界面，可根据工艺需要，启停以及调整变频器输出频率，达到调节风量的目的。变频器内部配置齐全，有运行柜门开、冷却风扇停运、变频器过热、输入欠压、输出过载、功率模块异常、等各种类型的检测报警功能，并完全具备对自身及电动机的保护功能。
　　③机组运行过程中，由于各种原因发生廠用电切换，变频系统配置双回路电源切换柜会自动切换到另一路，保障变频器的可靠运行。
　　当变频器整体故障，主回路会自动切换到工频状态运行，实现风机的变频供电和电网供电相互切换。紧急停机、热工装置保护，变频自动停止输出，并可实现与其它辅机的连锁控制。
　　④高压变频器对运行环境温度要求在0-40℃。过高的温度会造成变频器温度过热保护而跳闸，粉尘含量过高也会导致变频器通风滤网更换清晰维护量过高，增加维护费用。所以利用高密度过滤棉将冷风送入变频器内部，把热量由柜顶风机通过散热风道直接排到室外，最终把室内温度控制允许温度之内，以保证设备的安全运行。
　　3 攻克的关键技术
　　①发电厂锅炉变频改造应采用半自动旁路方案，即变频器发生故障后，立即将上级高压断路器分断，同时风门入口挡板关到预设值，主回路也自动切换到工频回路，操作人员根据预设条件全部满足后，手动将上级断路器合闸，风机恢复正常运行。
　　②故障自诊断技术，DCS系统内部编写有自诊断程序，对变频系统和热工、电气系统全面监视，当风机系统发生异常后，系统可自动判断故障信息，做出预设的动作程序，直观的显示出故障位置，以方便检修人员快速故障处理。
　　4 应用及推广情况
　　风机变频调速技术是目前国内外最先进的一种调速方法，具有调速精度高、调速范围广，运行安全可靠等优点，对发电厂风机水泵类型负载设备有较大节能空间或工艺调整急需改善的设备，应全部利用高低压变频技术改造。
　　5 结束语
　　随着电价的不断上涨，企业的成本压力也与日俱增，如何降低成本，提高企业的竞争能力，加强内部管理，挖潜节能是企业必须认真研究的一件大事。采用高压变频器对企业高能耗用电设备如引风机、送风机、给水泵、循环水泵等进行技术改造，不仅能收到直接的降低综合电耗，节约电量，降低成本，而且设备的安全可靠性提高。
　　参考文献：
　　[1]吴忠智，吴加林.变频器应用手册（M）.2版[M].北京：机械工业出版社，2002（7）.
　　作者简介：
　　任瑞仙（1980- ），女，民族：汉族，籍贯：山西省汾阳市，学历：本科，职称：电力工程师，研究方向：电力系统。
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