高压变频器在电厂脱硫增压风机中的应用.doc

1、高压变频器在电厂脱硫增压风机中的应用【摘要】 针对高压变频器对脱硫增压风机节能控制在电厂的实际应用，阐述了高压变频器实现的功能及特点；详细分析了高压变频器结合电厂 DCS对脱硫增压风机控制方式，在节能降耗的同时实现了锅炉引风机安全稳定运行。 【关键词】脱硫；高压变频器；DCS；增压风机 中图分类号： TN773 文献标识码： A 文章编号： 一、工程概况 本工程为某矸石热电厂锅炉烟气脱硫改造工程。本发电机组蒸发量75t/h 左右，正常运行时机组接近满负荷运行，但由于锅炉辅机系统设计选型初期考虑到脱硫系统的压损，吹扫的工艺要求，对风机留有裕度，当发电机组处于长期发电运行中，其需要的风量都小于上述

2、工艺的要求，在采用电机工频拖动的运行的工况中，由于风压过大，档板调节量不足对运行工况造成的生产操作复杂与能源的浪费状况。 增压风机定速拖动时的具体缺陷如下： （1）增压风机电损耗大 电机启动时，每次启动电能消耗大； 正常运行时，挡板开度在 30%左右，在挡板两侧风压较大，出现极大的节流损耗和风压损耗； 由于电机工作时负荷远远小于电机额定，且风机流量远远小于设定流量，在高速运行时产生大量的扰动，使电机运行振动较大，风机的转换效率低。 （2）对环境造成污染 引风机运行时，振动，噪音极大，使旁边的电工室内振动和噪音都超标，危害操作者的人身健康。 （3）对设备造成危害 启动时电流较大，电机寿命降低；

3、运行中振动大，使电机轴承，风机轴承磨损较大，对设备基础造成影响； 挡板内外风压相差较大，使挡风板调节机构与调节电机磨损程度加快。 针对上述问题，结合工艺要求，通过变频协调控制技术在风机变频系统改造项目中的实际应用，为实现机组节能降耗，提高增压风机设备效率，进行全面的技术描述。高压变频调速系统接于 6.3 kV 电压等级的主动力电源系统，根据运行工况实现对增压风机电动机转速控制，应用高压变频器进行速度调节运行满足实际需求。 二、工艺流程图简介 工艺系统流程图 本系统中，吸收塔运行工况对增压风机运行影响较大，增压风机的运行状况影响锅炉负荷。 三、电气一次主回路方案设计 针对工艺的实际情况，对机组锅

4、炉及吸收塔脱硫系统的分析，为现场提供一拖一工/变频自动切换方案。其一次原理图如下所示： 图中其中 QF 是用户高压开关柜的断路器；QF1、QF2、QF3 是变频器内部真空接触器；QS1、QS2 是变频器内部手动隔离刀闸。刀闸QS1、QS2 无机械闭锁功能，只是在检修时由手动断开以形成明显的断开点，确保工作人员的安全。工频旁路接触器 QF3 与变频进线接触器 QF1变频出线接触器 QF2 具备电气闭锁功能，不能同时闭合。变频运行状态，QF1、QF2 闭合，QF3 断开，由变频器控制电机；在工频状态，QF3 闭合，QF1、QF2 断开，直接开关柜输入 6KV 电压运行电机。实现发生严重故障时变频器

5、可以由变频状态自动转变为工频状态的功能。 四、控制方案设计 就地控制：利用系统控制器上的触摸屏、控制柜上的按钮、电位器旋钮等就地控制。 远方控制： 根据变频器提供的信号可通过 DCS 实现远方控制、监视功率；根据锅炉负荷，锅炉负压脱硫系统运行状况，自动调节增压风机；同时变频器配备了自动旁路柜，可以在变频器故障停机后自动转变为工频启动电机；变频器能在工频运行状态下无需停机自动切换至变频状态控制电机。 自动转换过程如下: 变频转换工频: 变频器故障或停机； 跳变频器出线断路器 QF2； 变频器出线断路器 QF2 分闸；跳变频器进线断路器 QF1；变频器进线断路器QF1 分闸；DCS 发出关增压风机

6、叶片调节执行机构信号到一定位置；DCS收到增压风机叶片调节执行机构信号到一定位置；工频旁路断路器 QF3合闸;系统工频运行。 工频转变频过程：确认变频器系统准备就绪；跳工频旁路断路器QF3 ；工频旁路断路器 QF3 分闸；合变频器进线断路器 QF1；变频器进线断路器 QF1 合闸 ；DCS 发出开增压风机叶片调节执行机构全开信号；DCS收到增压风机叶片调节执行机构反馈信号；启动变频器到一定转速正常后;合变频器出线断路器 QF2；变频器出线断路器 QF2 合闸；系统变频运行。 五、利用变频器运行效益 附表 1 变频运行其他附加收益： 改善了工艺;投入变频器后可以平滑稳定地调整风量，提高了效率。

7、延长电机和风机的使用寿命。一般风机均为离心式风机，启动时间长，启动电流大（约 68 倍额定电流） ，对电机和风机的机械冲击力很大，严重影响其使用寿命。而采用变频调速后，可以实现软起动和软制动，几乎不产生冲击，可大大延长机械的使用寿命。 原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数为 0.8，实际运行功率因数低于 0.8。采用高压变频调节系统后，电源侧的功率因数可提高到0.96 以上，无需无功补偿装置就能大大的减少无功功率，满足电网要求，可进一步节约上游设备运行费用。 采用变频调节后，由于通过调节电机转速实现节能，在负荷率较低时，电机、风机转速也降低，主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻，维护周期

8、可加长，设备运行寿命延长；并且变频改造后风门开度可达 100，运行中不承受压力，可显著减少风门的维护量。 风机运行噪音降低显著：变频改造后引风机风门开度 100，风机运行噪音明显降低，工作环境条件大大改善。 操作简单，运行方便：可通过 DCS 直接控制和监视变频器、电机的运行，无级调节风机转速，风量调节线性度好，炉膛压力稳定，锅炉燃烧质量改善。六、变频器运行缺点 虽然变频器运行在节能及其他附加收益效果明显，但也存在一些不足，某些些方面存在不足，有待提高。 在变频器工频切变频调试过程中，容易出现电流过大，引起过变频器重度故障。原因分析：工频切换变频，瞬时电机定子电源失电后由于转子残流、剩磁产生的

9、频率、幅值衰减的定子残压、变频输出不能承受与发电机非同期并网的类似冲击，变频器会过流保护。实现电机在调速范围内的任何转速下，无需停车即可直接启动系统真正实现“飞车启动” ，有效实现工变频自动无扰切换，对于用户母线紧急切换、减小瞬时可恢复性故障造成对用户负载的间断，保证工艺持续性工作具有重大意义， 变频器技术有待提高。 七、结束语 增压风机进行变频应用是可行的，它可以提高风机的运行稳定性，进而保证了机组脱硫系统的运行可靠性，同时还能取得良好的节能效果，自动化程度、控制水平得到了进一步提高，为高压变频调速系统向高性能发展提供了方向。针对增压风机在脱硫工艺系统中的运行特点，注意相关技术问题，同时变频器产品稳定可靠运行十分重要.特别是工频变频的无扰切换技术有待提高。 参考文献1高压变频调速系统说明书，北京，北京利德华福电气有限公司