高压变频器在锅炉引风机上的应用

  某厂8裕炉甲、乙引风机均是双速电机(高速和低速)。引风机由高速切到低速运行时电动机线圈接线方式发生变化,由“双Y”变为“单Y”,电动机磁极对数由4 对变为5 对,转速由高速745 r/min变为596 r/min,转子感应电流减小,定子电流也相应减小,电动机电流由144 A 变为79.2 A,电动机

  在炉侧利用风机进口挡板,调节风机的风量以维持炉膛负压。因此,无论在高速还是在低速,都不可避免的存在截流损失,且在高、直流电机电阻低速开关切换的过程中,会引起炉膛负压发生波动等问题。引风机高速开关由DL2、DL3组成,低速开关由DL1组成。接线所示。

  引风机启动时先合上高速开关DL2、DL3,待电机运转正常后,若需低速运行,可拉开高速开关,10 s后再合上低速开关DL1。低速切高速运行时,先拉开低速开关,然后合上高速开关。

  由于一台电机的控制系统是由三台开关组成,切换过程较为复杂,在切换的过程中经常遇到开关合不上,拉不开的现象。高速电机是由DL2、DL3 两个开关组成,由于不同步开关合不上,致使切换失败,如果处理不及时,极易造成锅炉熄火,给机组的安全运行带来一定的隐患。

  另外,按照运行规程的相关规定,当负荷在170 MW以下时,允许一台引风机高速运行,另一台引风机低速运行。负荷降到130 MW以下时,要求两台引风机都低速运行。因机组负荷变动大,高、低速切换频繁,电动机受到的冲击电流较大,易出现电机口线松动现象,存在电机缺相运行的隐患,也同样威胁设备的安全运行。

  该厂利用大修间隙,对8裕炉两台引风机调节控制系统进行了技术改造,选东方日立(成都)电控设备有限公司生产的高压变频(变频器型号JPA-400/6)作为调节装置。在改造时,考虑到降低成本,电动机仍使用原来电机,将原电动机低速引出线处短接,使用原“双Y”接线接线 所示。

  1)设置了手动工频旁路功能为了使引风机在变频器故障时也能够运行,即当变频器故障时,将引风机转到工频状态继续运行。原理如图3所示。

  工频旁路由2 个高压隔离开关QS1、QS2 组成,QS2为单刀双极隔离开关,隔离开关具有电气和机械双重互锁功能,禁止强行分合隔离开关。变频运行合上QS1,QS2切向变频位置,工频运行断开QS1,QS2切向工频位置。

  2)变频故障代码对照查询功能如果变频器出现轻微异常,可到本地控制柜,根据变频器显示屏提供的故障代码,来判断、排除故障。如果系统出现重故障,需要立即解除变频控制,变频器立即输出“高压开关紧急分断”信号,跳开变频器输入高压开关,同时停止输出,电机停运。切换旁通柜隔离刀闸的位置,检查系统正常后,可转入工频运行。正常运行中只要对变频器通风滤网定期清扫,一般不会出现故障。

  3)动态功率因数补偿功能无功功率的增大,不但增加线损和设备的发热,更主要是功率因数的降低导致电网有功功率的降低。使用变频调速节能控制装置后,功率因数cos渍抑1,从而减少无功损耗,增大电网的有功功率。

  4)具有软启动功能改造后,启动频率低,转速低,电流小且平稳,不仅实现了“软启动”,还能节约电能。

  1)提高了控制精度未改造前,当风机进行高、低速切换时,炉膛负压波动一般在依200 Pa。使用变频调节后,变频通过直接控制风机转速来控制风量,电机调整的最小幅度为吟f=依1.5 Hz,炉膛负压变化仅为50耀80 Pa,远比挡板调节精度高,调整方便且运行稳定。使锅炉的燃烧调整更加稳定,减少了挡板调节时使炉膛负压变化大,燃烧不稳定的现象。

  2)改善了启动性能由于变频启动时转速很低,可以实现“软启动”,避免工频启动时的大电流转矩对电机、电缆、开关及机械设备的冲击。直流电机电阻

  3)提高了设备的安全性变频调节无须进行频繁的高、低速切换,取消了调节挡板,使风压波动减小,减小了风道振动,改善了锅炉运行的稳定性,减轻了轴承的磨损,且还可以进行变频、工频切换,这些无疑提高了运行设备的安全系数。特别在这次大修后,由于甲引风机叶轮不平衡,周波达45 Hz 以上时振动大。为了减小甲引风机的振动,尽量增大乙引风机周波,使甲引风机周波运行在45 Hz 以下减少机组的振动。最终利用机组的调停机会,消除了甲引风机的振动。如果是以前未改造的设备,则要申请低谷消缺。

  4)延长了设备使用寿命改造后引风机的电机运行时频率一般为20耀47 Hz,转速降低,电机的转矩远小于改造前,这样,不仅延长电机等设备的使用寿命,而且有利于机组的长期安全运行。

  5)节能效果明显使用变频调速后,不仅取消了挡板调节,避免了截流损失,而且电机电流随风机负荷下降而减小,消除了低负荷时大马拉小车的现象,节能效果更加显著,节能一般在40%左右。同时也使得设备的维护工作量降低,维护费用降低,表1是改造前后引风机在不同负荷下电流变化值。

  随着厂网分开,竞价上网日趋激烈,采用高压变频器对电厂高耗能用电设备进行技术改造,虽然初期投资较大,但能够提高设备及机组的安全可靠性,降低厂用电、供电煤耗,减少机组故障带来的隐形损失,从而提高机组的经济性。

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