劉永利

（遼寧沈煤紅陽熱電有限公司 發(fā)電運行部，遼寧 遼陽 111000）

與煤粉鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐的一大劣勢就是風機的能耗高，導致廠用電率高。因此，對風機的節(jié)能改造勢在必行。目前，國內許多采用循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)電廠對風機的電機均進行了由“工頻”改造為“變頻”的項目，以此來降低風機的能耗，節(jié)約廠用電，進而提高機組的經(jīng)濟性［1］。由于變頻器本身就是一種節(jié)能元件，存在出現(xiàn)故障的可能，這就要求在處理完變頻器故障之后在線進行由“工頻”切換為“變頻”的操作。因此，對風機由“工頻”切換為“變頻”的在線操作的探究十分必要。

1 設備簡介

某廠鍋爐采用最大連續(xù)蒸發(fā)量為1 125 t/h 的亞臨界循環(huán)流化床燃煤鍋爐，整體為島式布置、全鋼構架、緊身封閉。鍋爐采用亞臨界設計參數(shù)、自然循環(huán)、單鍋筒、單爐膛、雙布風板，并配備絕熱式旋風氣固分離器和8 臺滾筒冷渣器，汽水系統(tǒng)采用一次中間再熱方式，燃用煤矸石、煤泥、中煤、原煤的混合燃料，固態(tài)排渣。風道內安置兩臺啟動燃燒器，每臺風道燃燒器配兩支油槍，另有8 支床上油槍分布在爐膛四墻。后煙井內布置高溫過熱器、低溫過熱器、低溫再熱器、省煤器以及管式空氣預熱器［2］。鍋爐的基本技術參數(shù)如表1所示。

表1 鍋爐技術參數(shù)

續(xù)表

2 風機電機加裝變頻器改造方案

循環(huán)流化床鍋爐采用的是褲衩腿形式的爐膛（不帶外置床），兩臺一次風機分別對應一側的水冷風室（即一臺一次風機對應一個風室）。冷一次風經(jīng)過入口濾網(wǎng)、入口電動門、入口電動調門進入一次風機，經(jīng)過一次風機升壓后通過出口電動門進入出口風道。兩臺一次風機出口風道設置了一個聯(lián)絡風道，在聯(lián)絡風道中間設置了一個電動聯(lián)絡擋板門。冷一次風通過布置在尾部煙道的管箱式空氣預熱器加熱后形成熱一次風，然后分為兩路進入爐膛的水冷風室：一路經(jīng)調節(jié)風門、風量測量裝置后進入風道點火燃燒器，最后進入爐底的水冷風室；另一路經(jīng)過一次風主電動調整門直接進入水冷風室。一次風流程如圖1所示。

圖1 一次風流程

鍋爐所有風機均采用6 kV 的電機，所有風機的耗電量約占全廠廠用電量的2.5%左右。因此，電廠對循環(huán)流化床鍋爐的6 臺風機的電機（即兩臺一次風機，兩臺二次風機，兩臺引風機）進行了加裝變頻器的節(jié)能改造，風機電機加裝變頻器改造后的情況如圖2 所示，變頻器的相關參數(shù)如表2 所示。

圖2 現(xiàn)場一次風機高壓變頻器

表2 變頻器相關參數(shù)

該變頻器可用于高壓（同步、異步）交流電動機的調速和驅動，在發(fā)電廠中已應用于增壓風機、送風機、凝結水泵和給水泵等［3］。一次風機變頻器的原理及RJ25-DW2660F 型雙吸雙支離心式風機的參數(shù)如圖3和表3所示。

圖3 一次風機變頻器原理

圖3 中，QF 為電機高壓側開關；KM1、KM2、KM3為隔離刀閘。

表3 一次風機參數(shù)

3 一次風機“工頻”切換“變頻”的實例及操作過程

某循環(huán)流化床鍋爐電廠1#一次風機變頻器重故障跳閘，該風機由“變頻”轉為“工頻”方式運行，2#一次風機仍為“變頻”方式運行。在此期間，“工頻”運行的一次風機耗電量大，與“變頻”運行的一次風機的耗電量形成了鮮明的對比。因此，在變頻故障排除后需要在不壓火的前提下對1#一次風機進行由“工頻”切換為“變頻”運行方式的操作。由于雙布風板循環(huán)流化床鍋爐的兩臺一次風機分別對應兩個布風板，當一側一次風機停止且另一臺正常運行時，就存在鍋爐翻床的可能，風險性十分大。所以，對雙布風板循環(huán)流化床鍋爐的一次風機在線進行由“工頻”切換“變頻”的操作難度很大［4］。

在沒有進行一次風機的“工頻”切換“變頻”操作之前，機組運行參數(shù)如表4所示。

表4 一號風機變頻前的運行參數(shù)

在進行一次風機由“工頻”切換為“變頻”的操作之前，要先聯(lián)系熱工人員解除“一次風總風量低于最小流化風量”“總風量小于30%”“一臺一次風機變頻器重故障跳閘聯(lián)跳另一臺一次風機”的保護，將負荷減至150 MW 以下，待鍋爐燃燒穩(wěn)定之后，逐漸開始關小兩臺一次風主電動調門開度至40%左右，同時要控制兩臺一次風機出口風壓差值在1 kPa 左右。經(jīng)實踐證明：若兩臺一次風機出口風壓差值大于1 kPa 時，開啟一次風機電動聯(lián)絡擋板門會出現(xiàn)搶風現(xiàn)象，導致兩側風量偏差過大，兩側床壓差值迅速增大，發(fā)生偏床現(xiàn)象，最終發(fā)生翻床事故甚至停爐。因此，制定了如下工頻切換變頻方案并進行操作：

1）首先，在確認一次風機出口風壓及差值正常后開啟一次風機電動聯(lián)絡擋板門，觀察兩側床壓，確定不要有大幅度波動。然后，逐漸關小1#一次風機入口電動調門，增加2#一次風機變頻器出力，在操作的過程中注意監(jiān)視風機有無喘振的現(xiàn)象，監(jiān)視床溫、床壓、汽溫、汽壓、汽包水位等參數(shù)，確保沒有大幅度的變化。當1#一次風機入口電動調門關至10%以下時，床壓和左右兩側一次風量開始出現(xiàn)波動，此時繼續(xù)關小左右兩側主一次風電動調整門，維持床壓和左右兩側一次風量的穩(wěn)定。待1#一次風機入口電動調門關閉時，各個參數(shù)無異常，停止1#一次風機，此時就形成了單臺一次風機“變頻”運行的工況，其參數(shù)如表5所示。

2）將就地1#一次風機的控制方式切換為“變頻”方式，檢查確認無誤之后變頻啟動1#一次風機，然后逐漸增加1#一次風機變頻器的出力，減小另一臺一次風機變頻器的出力。在調整兩臺一次風機變頻器出力時，還要根據(jù)左右兩側一次風量變化情況適當開大兩臺一次風機的一次風主電動調門，直至兩側一次風主電動調門開度至100%。開大一次風主電動調門和增加變頻器出力要交替進行，嚴密監(jiān)視兩側一次風量的變化情況。當兩臺一次風機變頻器的出力、出口風壓和風量平衡之后，床壓平穩(wěn)，關閉兩臺一次風機出口電動聯(lián)絡擋板門，監(jiān)視機組各個參數(shù)變化情況。1#風機變頻后的運行參數(shù)如表6所示。

表5 單臺一次風機變頻的運行參數(shù)

表6 1#風機變頻后的運行參數(shù)

檢查確認所有參數(shù)正常后，恢復機組正常運行，聯(lián)系熱工人員將所有保護投入。此時，對一次風機進行由“工頻”切換為“變頻”的操作順利完成。

4 結語

單臺一次風機在線進行“工頻”切換“變頻”時，只要緩慢的操作一次風機的入口調門和變頻器出力，保證一次風壓、風量和變頻器的出力變化盡可能的緩慢，就不會對鍋爐的安全運行造成太大的影響，也不會發(fā)生因“翻床”甚至造成停爐的事故［5］。實踐證明，雙布風板循環(huán)流化床鍋爐單臺一次風機在線進行“工頻”切換“變頻”的操作方案是可行的。