沈瀅+劉治國+牛波

摘 要： 文中分析了為解決我廠一次風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中由于變頻故障切換工頻不成功造成鍋爐滅火的問題，在原裝日本日立公司生產(chǎn)的變頻裝置的基礎(chǔ)上增加旁路開關(guān)，運(yùn)行中的一次風(fēng)機(jī)變頻器故障時可以自動切換至工頻運(yùn)行，有效的避免了鍋爐滅火，保證了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： 一次風(fēng)機(jī)變頻器；變頻；工頻；旁路開關(guān)

一、一次風(fēng)機(jī)變頻器增加旁路開關(guān)的意義和經(jīng)濟(jì)效益

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求與能源消耗日益增加，作為能源動力的發(fā)電廠進(jìn)行節(jié)能減排，其意義十分重大。對于火電發(fā)電企業(yè)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，通過兩大經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來反應(yīng)：發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗和廠用電率。在完成發(fā)電任務(wù)的同時，盡可能降低發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗、降低廠用電率，就可以提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化的目標(biāo)。

2008年我廠陸續(xù)進(jìn)行了#4、5機(jī)組一次風(fēng)機(jī)由工頻啟動運(yùn)行改為變頻啟動運(yùn)行的改造工作，一臺300MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)變頻改造后，以0.25元/KWh計算，年節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益約為230萬元，而該項目的總投資約為450萬元，不到2年即可收回投資，因此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

存在最嚴(yán)重的隱患就是當(dāng)變頻器故障時候，需要人為切至工頻運(yùn)行。

我廠經(jīng)過四年多的運(yùn)行，證明一次風(fēng)機(jī)變頻改造是成功的，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益?？墒窃?013年的6月，我廠#4機(jī)組因為一次風(fēng)機(jī)變頻器重故障跳閘，引起鍋爐滅火，機(jī)組打閘停機(jī)，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，為了確保鍋爐燃燒穩(wěn)定，機(jī)組安全運(yùn)行，一次風(fēng)機(jī)變頻故障自動切換至工頻運(yùn)行就是急切需要改造的。

二、一次風(fēng)機(jī)變頻器改造前簡述

烏拉特發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)采用日本日立公司生產(chǎn)的變頻裝置，變頻器的控制方式采用多級PWM疊加技術(shù)，結(jié)構(gòu)采用多個變頻器單元串聯(lián)疊加輸出的方式。

對變頻器的啟停操作，通過切換開關(guān)，既可以通過就地的按鈕控制，又可通過遠(yuǎn)方的DCS控制來完成。變頻裝置根據(jù)DCS給出的速度調(diào)節(jié)信號自動的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且在就地和遠(yuǎn)方都可以監(jiān)視變頻裝置的狀態(tài)。

改造前接線圖：

三、一次風(fēng)機(jī)變頻器的改造及改造后的接線圖

一次風(fēng)機(jī)變頻改造后，熱控邏輯完善、自動控制功能投入正常，實現(xiàn)了風(fēng)機(jī)變切工、工切變運(yùn)行狀態(tài)自動切換功能，變頻器故障時無擾自動切換至工頻運(yùn)行，不影響機(jī)組負(fù)荷，節(jié)能效果明顯。但是在設(shè)計過程中會面臨一些問題：一是邏輯設(shè)計復(fù)雜，二是工況復(fù)雜，為了解決上面的問題，我們考慮了很多方案，最終決定選擇旁路開關(guān)的自動切換由電氣完成，切換信號送至DCS系統(tǒng)，由DCS 完成一次風(fēng)壓的控制以及切換不成功觸發(fā)RB邏輯，這樣設(shè)計的好處在于：電氣完成開關(guān)的自動切換可以有效的簡化DCS的控制邏輯，同時由于沒有與DCS的通訊，可以使切換更安全、更迅速。風(fēng)壓控制由DCS完成，由于切換過程中不僅要協(xié)調(diào)兩臺變頻器的出力，同時還要配合一次風(fēng)機(jī)入口擋板開度的調(diào)整，切換過程動作的設(shè)備較多，由DCS完成則無需將這些信號通過DCS再送至PLC中，功能實現(xiàn)比較容易，同時又無需增加變頻器的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（另外一套PLC），可以節(jié)約一部分改造費用。

在原來變頻器的啟動回路中增加了3大接觸器，即：KM1、KM2、KM3，以及相關(guān)的控制元件，回路簡單，造價低，即完成了本次變頻旁路改造。

改造后，在DCS控制畫面增加了“工頻切變頻”、“變頻切工頻”，在DCS畫面上的操作和以前一樣。變頻器的變頻運(yùn)行分為：就地和遠(yuǎn)程運(yùn)行兩種，就地運(yùn)行為變頻器控制柜上就地運(yùn)行，遠(yuǎn)程運(yùn)行為集控室運(yùn)行。可通過變頻器控制柜上“就地/遠(yuǎn)方”選擇開關(guān)進(jìn)行選擇。集控室運(yùn)行選擇遠(yuǎn)方。

1、變頻啟動：

（1）變頻器QS1，QS2 已閉合，KM1，KM2，KM3接觸器分?jǐn)辔唬?405開關(guān) 分?jǐn)辔恢谩?/p>

（2）將6405開關(guān)合閘。

（3）待DCS收到變頻器請求運(yùn)行，啟動變頻器運(yùn)行，充電5S后，變頻器會自動合上KM1，KM2接觸器。一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。

2、工頻啟動

（1）變頻器KM1、KM2、KM3接觸器在分閘位置，6405開關(guān)在分閘位置（QS1、QS2在合閘位或分閘位都可以）

（2）就地（DCS）啟動KM3接觸器合閘。

（3）啟動6405開關(guān)合閘，一次風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。

3、變頻器工頻運(yùn)行切換變頻運(yùn)行

（1）變頻器在工頻運(yùn)行中，6405開關(guān)在合閘位置，QS1，QS2在合閘位置，KM1、KM2接觸器在分閘位置，KM3接觸器在合閘位置。

（2）在DCS收到變頻器發(fā)出的請求運(yùn)行信號。DCS（就地）啟動變頻器工頻切換變頻指令。

（3）變頻器先充電5s，再分?jǐn)郖M3接觸器，再合閘KM1，KM2接觸器。一次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。

4、變頻器變頻運(yùn)行切換工頻運(yùn)行

（1）變頻器在變頻運(yùn)行中，6405開關(guān)在合閘位置，QS1，QS2在合閘位置，KM1、 KM2在合閘位置，KM3在分閘位置。

（2）DCS啟動變頻切換工頻運(yùn)行指令，變頻器先斷開KM1，KM2接觸器，在KM2分?jǐn)?S后變頻器啟動KM3合閘。一次風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。

5、變頻器變頻運(yùn)行重故障自動切換工頻

（1）變頻器在變頻運(yùn)行，6405開關(guān)在合閘位置，QS1、QS2刀閘在合閘位置，KM1、KM2在合閘位置。KM3在分閘位置。

（2）變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)變頻器重故障。

（3）變頻器立即分?jǐn)郖M1、KM2。KM3在KM2分閘后4S后變頻器啟動KM3合閘。一次風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。

注：變頻器QS1、QS2刀閘信號未設(shè)計送入DCS， QS1、QS2在變頻器請求變頻運(yùn)行中時的必要啟動條件，即 QS1、QS2電氣閉鎖KM1和KM2，即QS1、QS2斷開時， KM1和KM2合不上；KM3和KM2 互鎖，即KM3合上后， KM2合不上； KM2合上后， KM3合不上。 KM3和KM1不 互鎖。

結(jié)束語：

我廠一次風(fēng)機(jī)變頻改造后運(yùn)行了3年多，發(fā)生過幾次變頻器故障切換，切換過程中一次風(fēng)壓波動都控制在了允許的范圍內(nèi)，沒有引發(fā)其他保護(hù)動作，此切換邏輯經(jīng)歷了這些考驗，證明確實能夠有效的保證風(fēng)壓控制，從而保障機(jī)組的安全運(yùn)行，并對廠用電率的降低起到了非常積極地作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張金亮，高壓變頻裝置在循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用[J]；熱力發(fā)電；2011年07期.endprint