摘 要：本文主要介紹了廣州智光ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用一拖二自動(dòng)旁路方式，在青島熱電股份有限公司75t/h煤粉爐引風(fēng)機(jī)上的一次方案與二次控制應(yīng)用情況，為高壓變頻的應(yīng)用提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：高壓變頻;引風(fēng)機(jī);一拖二自動(dòng)旁路
1、引言
　　電力資源是資源戰(zhàn)略問(wèn)題中的重中之重，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠最重要的輔助設(shè)備之一，鍋爐的四大風(fēng)機(jī)的總耗電量約占機(jī)組發(fā)電量的2%左右。由于設(shè)計(jì)的考慮，而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)型號(hào)的層層加碼，電站鍋爐的風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓富裕度達(dá)20%～30%是很常見的事情，因此對(duì)其開展節(jié)能減排，意義重大。
2、用戶情況簡(jiǎn)介
　　青島熱電集團(tuán)公司是國(guó)有獨(dú)資大型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，主要擔(dān)負(fù)著為青島市企、事業(yè)單位和居民供熱及部分發(fā)電任務(wù)。
　　自1993年成立以來(lái)，形成了供熱、發(fā)電、熱力工程設(shè)計(jì)與施工、熱力產(chǎn)品制造與經(jīng)營(yíng)、新型建材、房地產(chǎn)開發(fā)等多種產(chǎn)業(yè)并舉的熱電發(fā)展新格局。2001年公司推出“暖到家”服務(wù)品牌，成為全國(guó)供熱行業(yè)中首家注冊(cè)服務(wù)商標(biāo)的企業(yè)。

　　為了建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型企業(yè)，青島熱電股份有限公司決定對(duì)其1#、2#的75t/h煤粉爐的引風(fēng)機(jī)開展變頻改造，進(jìn)一步降低能耗，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
　　改造前，引風(fēng)機(jī)采用風(fēng)門調(diào)節(jié)，風(fēng)門最大開度不超過(guò)60%。
　　引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)如下：


3、現(xiàn)場(chǎng)控制要求及改造方案介紹
　　由于是廠內(nèi)的第一例煤粉爐的引風(fēng)機(jī)變頻改造，廠家非常重視，作為一個(gè)交鑰匙工程，同時(shí)也希望對(duì)其后的幾臺(tái)煤粉爐變頻改造提供一個(gè)樣本。除了對(duì)變頻器本身的一些基本性能要求可靠外，還包括如下幾項(xiàng)：
　?、僮冾l裝置有自動(dòng)切換的電源旁路系統(tǒng)，采用一拖二控制，可使兩臺(tái)電機(jī)任意一臺(tái)變頻運(yùn)行而另一臺(tái)工頻運(yùn)行。
　?、谝筇峁┻h(yuǎn)程控制后臺(tái)（用戶機(jī)組控制系統(tǒng)未采用DCS集控系統(tǒng)）。
　?、圩儭⒐ゎl互切要求平穩(wěn)可靠，保證鍋爐不滅火、不產(chǎn)生正壓、不會(huì)產(chǎn)生安全事故。
　?、茏冾l轉(zhuǎn)工頻時(shí)風(fēng)門由全開自動(dòng)調(diào)整到合適角度的時(shí)間能滿足實(shí)際工況的要求。
　　⑤變頻故障且工頻投入失敗時(shí)，發(fā)出大聯(lián)鎖信號(hào)。
　?、迌蓚€(gè)切換柜之間、切換柜與開關(guān)柜之間閉鎖試驗(yàn)滿足要求。
　　經(jīng)過(guò)廠家多方調(diào)研對(duì)比及招標(biāo)，最終決定采用由廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的ZINVERT型系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，其改造方案如下圖所示：


　　利用原備用開關(guān)柜做變頻器的進(jìn)線電源開關(guān)，增加兩套自動(dòng)切換柜做為變頻器一拖二的選擇及變頻自動(dòng)旁路運(yùn)行切換系統(tǒng)。采用一臺(tái)工頻、一臺(tái)變頻運(yùn)行方式：
　　選擇M1變頻;
　　切換柜1的J1、K1閉合，切換柜2的K2閉合，J2斷開，同時(shí)變頻器輸出閉鎖節(jié)點(diǎn)使M1電機(jī)進(jìn)線斷路器合閘回路切斷;M2電機(jī)進(jìn)線斷路器可正常操作;在確認(rèn)J1、J2、M1進(jìn)線斷路器狀態(tài)后允許閉合變頻進(jìn)線斷路器，M1變頻運(yùn)行。
　　選擇M2變頻;
　　切換柜2的J2、K2閉合，切換柜1的K1閉合，J1斷開，同時(shí)變頻器輸出閉鎖節(jié)點(diǎn)使M2電機(jī)進(jìn)線斷路器合閘回路切斷;M1電機(jī)進(jìn)線斷路器可正常操作;在確認(rèn)J1、J2、M2斷路器狀態(tài)后允許閉合變頻進(jìn)線斷路器，M2變頻運(yùn)行。
　　為滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的以上要求，針對(duì)性的設(shè)計(jì)如下：
　?、偬峁┯袑Ｓ眠b控臺(tái)，并根據(jù)用戶要求，兩個(gè)機(jī)組分別設(shè)有頻率調(diào)節(jié)器，根據(jù)對(duì)應(yīng)的電機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)選擇調(diào)節(jié)器。
　?、赯INVERT系統(tǒng)成熟的轉(zhuǎn)速追蹤技術(shù)，無(wú)沖擊啟動(dòng)任何轉(zhuǎn)速下的電機(jī)，可保證變、工頻互切時(shí)鍋爐不滅火、不產(chǎn)生正壓、不會(huì)產(chǎn)生安全事故。
　?、圩冾l轉(zhuǎn)工頻時(shí)需要風(fēng)門全開自動(dòng)調(diào)整到合適角度后切換，由于廠家的風(fēng)門調(diào)節(jié)器無(wú)反饋信號(hào)，采用變頻器來(lái)控制關(guān)風(fēng)門的時(shí)間，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、修改變頻器控制器一個(gè)時(shí)間參數(shù)，很方便的選擇最合適的關(guān)風(fēng)門時(shí)間，保證了變、工頻互切時(shí)電機(jī)、鍋爐、機(jī)組的過(guò)渡平穩(wěn)。
　?、茉黾恿舜舐?lián)鎖信號(hào)。一是變頻器故障且電機(jī)工頻投入失敗，二是變頻器電源母線失電且備用電源投入失敗，而電機(jī)工頻電源亦失電，三是變頻器電源母線失電且備用電源投入失敗，而電機(jī)工頻投入亦失敗，四是電機(jī)在工頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)開關(guān)跳閘，幾種情況下均發(fā)出大聯(lián)鎖信號(hào)。
　　⑤除了本身的電氣互鎖以外，還額外增加了切換柜與進(jìn)線開關(guān)柜之間的互鎖。如J1與J2互鎖，J1與M1進(jìn)線開關(guān)柜互鎖，J2與M2進(jìn)線開關(guān)柜互鎖。
　?、薷鶕?jù)用戶要求，增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)事故按鈕，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出緊急事故信號(hào)時(shí)，變頻器會(huì)緊急停機(jī)，并同時(shí)發(fā)出大聯(lián)鎖信號(hào)。
　　通過(guò)以上的一些針對(duì)性設(shè)計(jì)，很好的滿足了保證機(jī)組穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的要求，所有功能均經(jīng)過(guò)雙方現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格試驗(yàn)后，都達(dá)到了預(yù)期的效果。
4、改造后的節(jié)能情況
　　引風(fēng)機(jī)變頻器于2007年10 月正式投入運(yùn)行以來(lái)，連續(xù)無(wú)故障穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)能效果顯著。由于機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)，節(jié)能比例在一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)，經(jīng)過(guò)對(duì)改造前、后幾個(gè)月的引風(fēng)機(jī)用電量比較，得出了節(jié)能比例在40%以上，當(dāng)負(fù)荷低時(shí)，節(jié)能效果則更明顯。
　　引風(fēng)機(jī)變頻改造前后的各一時(shí)段基本相同蒸發(fā)量情況下可比的運(yùn)行平均工況如下：


　　引風(fēng)機(jī)采用變頻改造后，體現(xiàn)出的以下效果令用戶很滿意：
　　1）節(jié)能效果明顯：節(jié)能比例在40%以上。
　　2）噪音大大減小，改善運(yùn)行人員的工作環(huán)境：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，風(fēng)機(jī)、風(fēng)管的噪音大大下降，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員反映良好。
　　3）設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在負(fù)荷率較低時(shí)，電機(jī)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護(hù)周期可加長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)行壽命延長(zhǎng)。
　　4）網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高：采用高壓變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.95以上，大大的減少無(wú)功功率需求，提高機(jī)組發(fā)電無(wú)功輸出能力。
　　5）用高壓變頻調(diào)速裝置后，可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流不超過(guò)電機(jī)運(yùn)行額定電流的1.2倍，對(duì)電網(wǎng)無(wú)任何沖擊，電機(jī)使用壽命增長(zhǎng)。
5、結(jié)語(yǔ)
　　青島熱電集團(tuán)公司#1、#2 機(jī)組引風(fēng)機(jī)采用ZINVERT系列高壓變頻器節(jié)能改造，高壓變頻器設(shè)備投運(yùn)至今運(yùn)行穩(wěn)定，顯著的節(jié)能效果也為熱電廠降低廠用電率，降低了發(fā)電成本;運(yùn)行效果顯示，煤粉爐引風(fēng)機(jī)采用高壓變頻調(diào)節(jié)，滿足了爐膛風(fēng)量風(fēng)壓控制要求，提高控制水平，保證了機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，說(shuō)明對(duì)老式的煤粉爐進(jìn)行高壓變頻節(jié)能改造是切實(shí)可行的。
參考文獻(xiàn)
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　　[2] ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)培訓(xùn)教材，廣州，廣州智光電氣股份有限公司，2006。