变频器在引风机节能改造中的作用
2022-10-07
本文将以2*330MW风冷采暖机组2*330MW风冷采暖机组引风机变频节能配套改造项目为主要研究对象，分析逆变器改造方案。以及引风机变频改造后的变频启动过程，以及变频改造所取得的节能效果，以期促进节能降耗目标的实现。在热电厂的锅炉。
随着国际市场煤炭资源短缺的日益严重，国内火电厂面临着更大的经营困难。在此背景下，如何通过节能改造降低火电厂用电率和发电成本，成为相关运营商高度重视的课题之一。受制造技术、设计技术、条件等因素的影响，火电厂的主要电气设备（如鼓风机、引风机、给水泵等）都是高耗能设备。例如，对于引风机，火电厂运行过程中输出功率与机组负荷的相关性较弱，可以通过改变挡板开度来调节功率，但在节流过程中存在严重的能量损失问题。因此，火电厂锅炉引风机装置的节能改造势在必行。
一、项目概况
某地热发电厂2*330MW风冷供热机组引风机型号为-2F，结构形式为静叶可调轴流，由生产提供，额定功率为6000V，额定电压为6000V，额定电流为292A。引风机额定转速为980r/min。机组按2台/炉标准配置，风量/h，标准风压130.0℃，进烟温度130.0℃。针对引风机运行能耗高的问题，提出引入高压重载变频器进行节能改造。
二、节能改造实例
1.原系统运行
原系统引风机的启动过程为：关闭引风机出口截止挡板和引风机进口调节挡板→启动引风机→打开引风机出口截止挡板。引风机停机过程为：关闭引风机进口调节挡板→停止引风机→关闭引风机出口并关闭挡板。引风机正常启动30.0s后，炉膛负压由进风调节挡板自动控制（自动控制的依据是：控制回路输出4.0mA～20.0mA信号给进风调节挡板执行器，控制炉膛负压。挡板开口，从而达到稳定炉膛负压的效果）。
2. 转型战略
为了不影响引风机的正常启停功能，变频改造没有采用高压变频器作为单独的器件驱动级，而是将启停逻辑集成到引风机驱动级中逻辑电路调整相应步骤的允许条件。. 有两种具体的策略：
(1) 引风机启动逻辑的修改
原引风机启动逻辑顺序未调整。高压变频改造下，第二步修改启动指令为“引风机启动后闭合6kV断路器QF。如果引风机逆变器处于遥控状态，逆变器在变频状态，变频器准备启动信号返回”，延时3.0s后发出变频器启动命令。此时引风机断路器QF合闸到高压逆变器启动之间预留3.0s的时间间隔，以保证高压逆变器初级端导通。在进入启动加速状态前充满电；
(2) 引风机停机逻辑的修改
原引风机停机逻辑步序不做调整，但修改第二步指令，允许引风机停机后进行第二步。
3、引风机变频启动
高压逆变器节能改造后，#2炉引风机逆变器正常启动需要同时满足以下条件：
(1)变频控制指令在40%；
(2)逆变器无严重故障；
(3) 无逆变器故障；
(4)逆变电源开关QF1闭合；
(5)逆变器输出开关QF2闭合；
(6)工频旁路开关QF3打开；
(7) 逆变器待机指示。
以#2炉的引风机A为例，变频方式的启动过程如下：
(1)、确认引风机A的高压开关和引风机A的工频旁路开关QF3处于断开位置；
(2)、在A引风机变频运行画面上变频器能耗管理，闭合A引风机变频电源开关QF1和A引风机变频输出开关QF2；
(3)将引风机A的变频器的控制指令设置为40%，确认引风机A的静叶片位置为0；确认满足引风机A的其他启动允许条件；确认打开变频电源时允许引风机发出；
(4)、合上引风机A高压开关，逆变器上电；
(5)在DCS屏幕上，点击按钮启动A引风机逆变器，观察逆变器速度反馈信号逐渐增加到初始速度，观察逆变器发出“变频运行”信号. 在此过程中，观察变频输出电流是否正常，观察变频是否有“报警”和“故障”信号；
(6)、将定子叶片开度增大到规定的最大值（暂定为80%）。
三、节能改造效果
本项目对#2炉引风机进行变频配套改造。改造后#2炉的引风机工作状态稳定，节能效果非常显着。将#2锅炉带变频匹配的引风机运行工况与#3锅炉无变频匹配改造的电机运行参数进行对比，结果如表1所示。
结合表1可知，通过对#2炉引风机进行变频匹配改造，使引风机在正常运行过程中的机组负荷保持在恒定状态，开度调节挡板程度显着提高，可达100.0%。在理想状态下，引风机电机电流有所降低，在电机电压不变的情况下，电机功率明显降低，这对引风机节能具有重要意义。
4.总结
高压变频调速作为一种全新的调速方式，近年来在大型火电厂主要设备的技术改造中得到广泛应用。2*330MW风冷供热机组引风机通过引入高压逆变器进行节能改造后，在后续的实际运行中，改造前的引风机性能得到明显提升，可使引风机控制系统运行。更大的灵活性和操作的便利性得到了显着提高，降低引风机电机功率，发挥节电效益的目的，值得大力推广。
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