魯亞雄++邱振宇

摘 要

本文以河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機(jī)組引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能配套改造的實(shí)例為研究對(duì)象，在對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造的過(guò)程中嘗試引入高壓大容量變頻器，經(jīng)證實(shí)高壓大容量變頻器對(duì)引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造效益的提升有積極作用，值得引起各方重視。

【關(guān)鍵詞】電廠 節(jié)能改造 變頻器

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)能源需求的不斷增加，大眾對(duì)于環(huán)境保護(hù)以及能源節(jié)約的重視程度也不斷提升，對(duì)節(jié)能型社會(huì)的構(gòu)建理念已經(jīng)深入人心。熱電廠作為能耗巨大的單位之一，如何在保障自身運(yùn)行的前提下盡可能的降低能耗量已成為各方人員高度重視的課題之一。除采用大容量、高參數(shù)發(fā)電機(jī)組提高火電廠工作效率，降低能耗水平以外，變頻配套改造已成為熱電廠節(jié)能的重要手段之一。

1 變頻調(diào)速基本原理

變頻調(diào)速器自電網(wǎng)系統(tǒng)接收工頻50.0Hz交流電，經(jīng)過(guò)強(qiáng)制變換處理的方式將所輸入工頻交流電轉(zhuǎn)換為頻率、幅值可調(diào)節(jié)的交流電，并輸出至交流電動(dòng)機(jī)，支持交流電動(dòng)機(jī)變速運(yùn)行功能的實(shí)現(xiàn)。在變頻器將工頻交流電轉(zhuǎn)換為可變頻交流電輸出的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)額定電壓、額定電流、額定容量、以及起始轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵參數(shù)均輸入變頻器內(nèi)，具有可控整流以及可控逆變的特點(diǎn)。在變頻調(diào)速系統(tǒng)正常啟動(dòng)后，輸入系統(tǒng)內(nèi)的工頻電強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為與所需要頻率一致的交流電輸出，在達(dá)到預(yù)定起始轉(zhuǎn)速后實(shí)現(xiàn)頻率的穩(wěn)定增長(zhǎng)。在熱電廠節(jié)能改造中，通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速器的應(yīng)用，能夠在各種工況下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與負(fù)荷的最佳匹配，從而具有良好的節(jié)能效果。

2 工程實(shí)例

河北華電石家莊鹿華熱電有限公司2*330MW空冷供熱機(jī)組于2013年10月針對(duì)2#爐A、B兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造。引風(fēng)機(jī)型號(hào)為YA15248-2F，結(jié)構(gòu)型式為靜葉可調(diào)軸流式，由成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)提供，額定功率為2600kW，額定電壓為6000V，額定電流為292A，工作狀態(tài)下引風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為980r/min，機(jī)組按照2臺(tái)/爐標(biāo)準(zhǔn)配備，風(fēng)量為1148661 m3/h。由于引風(fēng)機(jī)容量大，在負(fù)荷相對(duì)較小的季節(jié)對(duì)引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，不更改引風(fēng)機(jī)、泵本體、風(fēng)道管道部位。改造所使用變頻器為高壓大容量變頻器，變頻器型號(hào)為ASD6000H-G200，由國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司提供。

3 高壓大容量變頻器改造實(shí)踐

本工程中引風(fēng)機(jī)正常工頻啟動(dòng)流程為（以2#爐A引風(fēng)機(jī)為例）：第一步，確認(rèn)A引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)、A引風(fēng)機(jī)變頻器電源開(kāi)關(guān)QF1和變頻器輸出開(kāi)關(guān)QF2在分閘位置；第二步，在A引風(fēng)機(jī)變頻操作畫面上合上A引風(fēng)機(jī)工頻旁路開(kāi)關(guān)QF3；第三步，A引風(fēng)機(jī)滿足啟動(dòng)條件后，合上A引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)。

高壓大容量變頻器改造過(guò)程中對(duì)引風(fēng)機(jī)原工頻控制回路不做變動(dòng)，增加變頻控制裝置以及工頻/變頻切換回路。在引風(fēng)機(jī)需要采取變頻運(yùn)行模式時(shí)，變頻器輸入隔離刀閘K2以及輸出隔離刀閘K3正常合上，旁路隔離刀閘K1斷開(kāi)，此狀態(tài)下引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)/停止以及轉(zhuǎn)速控制均通過(guò)所投入高壓大容量變頻器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可滿足風(fēng)量調(diào)節(jié)的要求。若變頻線路發(fā)生故障，在引風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行狀態(tài)下，旁路隔離刀閘K1合上，變頻器輸入隔離刀閘K2以及輸出隔離刀閘K3均斷開(kāi)，由原工頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)/停止以及轉(zhuǎn)速控制。在變頻調(diào)速運(yùn)行過(guò)程中，隔離刀閘K1、K2、K3以及電源開(kāi)關(guān)QF1實(shí)現(xiàn)機(jī)械聯(lián)鎖以及電氣聯(lián)鎖功能，避免引風(fēng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下出現(xiàn)誤操作的問(wèn)題。

在投入高壓大容量變頻器后，引風(fēng)機(jī)（以2#爐A引風(fēng)機(jī)為例）的變頻啟動(dòng)步驟為：

（1）確認(rèn)A引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)、A引風(fēng)機(jī)工頻旁路開(kāi)關(guān)QF3在分閘位置；

（2）在A引風(fēng)機(jī)變頻操作畫面上合上A引風(fēng)機(jī)變頻電源開(kāi)關(guān)QF1和A引風(fēng)機(jī)變頻輸出開(kāi)關(guān)QF2；

（3）將A引風(fēng)機(jī)變頻器控制指令置40%，確認(rèn)A引風(fēng)機(jī)靜葉位置為0； 確認(rèn)A引風(fēng)機(jī)其他啟動(dòng)允許條件滿足；確認(rèn)引風(fēng)機(jī)變頻上電允許發(fā)出；

（4）合上A引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)，變頻器上電；

（5）DCS畫面上點(diǎn)擊啟動(dòng)A引風(fēng)機(jī)變頻器按鈕，觀察變頻器的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)逐步增加至起始轉(zhuǎn)速，觀察變頻發(fā)出“變頻運(yùn)行”信號(hào)。此過(guò)程中觀察變頻輸出電流是否正常，觀察變頻是否有“報(bào)警”及“故障”信號(hào)發(fā)出；

（6）增加靜葉開(kāi)度，至規(guī)定的最大值（暫定80%）。

引風(fēng)機(jī)（以2#爐A引風(fēng)機(jī)為例）的變頻停止步驟為：

（1）將待停引風(fēng)機(jī)變頻控制切除自動(dòng)并逐漸降低指令至40%；

（2）把靜葉開(kāi)度降到0；

（3）點(diǎn)擊停止變頻器按鈕，停止引風(fēng)機(jī)，觀察引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋是否正常下降，直至降到0；

（4）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至0后，“變頻運(yùn)行”信號(hào)消失，“運(yùn)行就緒”發(fā)出。如此時(shí)需重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，按照變頻啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的步驟進(jìn)行操作；

（5）變頻器運(yùn)行信號(hào)消失后，在畫面點(diǎn)擊斷開(kāi)引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)，確認(rèn)引風(fēng)機(jī)高壓開(kāi)關(guān)已經(jīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)。確認(rèn)停運(yùn)引風(fēng)機(jī)的出入口擋板及靜葉已聯(lián)鎖關(guān)閉。當(dāng)變頻器反饋未下降到0，風(fēng)機(jī)未完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，變頻器運(yùn)行信號(hào)未消失，若斷開(kāi)變頻器高壓開(kāi)關(guān)，將引發(fā)變頻器重故障報(bào)警，再次啟動(dòng)需要對(duì)變頻器就地復(fù)歸，且損害變頻器元件壽命；

（6）斷開(kāi)引風(fēng)機(jī)變頻器電源開(kāi)關(guān)QF1和變頻器輸出開(kāi)關(guān)QF2。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高壓變頻技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)在電力行業(yè)重要輔助機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用不斷拓展。熱電廠引風(fēng)機(jī)通過(guò)投入高壓大容量變頻器節(jié)能改造的方式取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是未來(lái)本行業(yè)節(jié)能改造技術(shù)發(fā)展的主要方向。

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