安庆电厂引风机变频改造控制策略与节能效果

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安庆电厂引风机变频改造控制策略与节能效果摘要：针对安庆皖江发电公司两台机组引风机变频改造的实际情况，对改造方案、变频之间的逻辑联锁及变频改造后变频运行跳闸切工频运行炉膛负压控制自动调节的实现进行分析，节能减排工作迈上新台阶，同时也为今后其他兄弟电厂的引风机变频改造提供了参考数据。关键词：引风机；变频；逻辑联锁；变切工；调节控制Abstract:accordingtotheAnqingpowercompanytwounitsfromtheactualsituationoffrequencyconversiontransformationoffan,thelogicinterlockandFrequencyConversionRetrofitSchemeoffrequencyconversionbetween,aftercuttingthepowerfrequencyoperationfrequencyoperationtrippinghearthnegativepressurecontroltherealizationofautomaticregulationwereanalyzed,theenergysavingemissionreductionworktoanewlevel,butalsoprovidesrefereneedatacitedfrequencyconversiontransformationoffaninotherpowerplant.Keywords:fan;inverter;logicinterlockcontrol;variablecut:中图分类号：TM62文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)0引言：随着电力市场的商业化，发电企业降低发电成本迫在眉睫，因此发电 企业内部节能降耗显得口益重要。而电厂中引风机是高压电机之一，具有功率大、连续运行的特点，其运行调节方式通过调节静叶开度来调节风量,驱动电机的输出功率并不随机组负荷变化进行调节，其出口烟气流量受到引风机静叶调节阀的节流，生产效率低下，造成能源损失。由于引风机经常在较低的效率工况下运行，静叶开度不到40%,因此我厂对两台机组引风机进行变频改造［1］。实现引风机转速随机组负荷的变化随时调整输出，提高效率，降低能耗，响应国家节能减排政策，实现企业的可持续发展。1改造方案概述：1.1系统概述安庆电厂一期2X300MW,汽轮机采用300-16.7/538/538型汽轮机由上海汽轮机厂制造（引进美国西屋公司技术），它与SG-1036/17.44-M865型亚临界、中间再热、自然循环、汽包炉及QFSN-300-2型汽轮发电机配套成单元制系统发电设备。2006年两台机组经过增容改造，如今机组最大负荷为320MW,安庆电厂两台炉均采用高效离心风机，但在实际应用中，引风挡板的开度一般在70〜80%,相当一部分电能消耗在引风挡板的阻力上，从而造成电能的损耗，厂用电的损失。而口扌当板采用机械链连接机构,在挡板的调节过程中存在滞后现象，调节性能很差。如果负压过大，还会造成炉内燃料的浪费。因此采用变频调节技术，提高风机效率，降低风机电能损耗，而且转速调节不会出现挡板滞后现彖。此项改造控制方法简单,设备量小、可靠性高，维修方便。1.2改造方案我公司发电机组引风机高压变频改造采用一拖一方式，各台风机增加一高压变频器和进出口开关、旁路开关，保留引风机原有的高压电源开关,变频器连同进出口开关及旁路开关均安装在引风机附近新增的变频小室内。根据实际需要，机组正常运行时采用变频运行方式，当变频运行时变频器故障时则自动切到工频运行，或是变频器故障时采用直接启动工频旁路方式运行。其电气接线如下图： 2变频改造控制策略介绍1.1为实现对引风机变频的启停控制及转速调节，在DCS显示和控制中增加：1.1.1通过DCS系统实现高压变频器启停操作用于远方启停高压变频器，工频启停操作用于远方启停旁路开关，引风机电源启停操作用于远方启停电源开关。2.1.2DCS控制高压变频器转速控制实现引风变频的手自动控制［2］。2.1.3在DCS系统的显示报警中增加高压变频器轻故障报警块、重故障报警块、丁频运行状态、变频运行状态、频率、电流、转速等。2.2运行方式及控制逻辑的说明2.2.1引风机高压变频器的运行方式%1、正常情况下，引风机以变频方式启动，考虑到高压变频器有可能故障，还具备1台变频、1台工频运行方式（该方式要求变频应满速，投静叶自动）和2台工频运行方式。%1、高压变频器运行方式分为就地及远方控制2种。就地控制状态时,対高压变频器的远方操作无效。%1、高压变频器受DCS控制时分自动和手动2种方式。手动状态时，通过改变画面转速控制块控制高压变频器转速，实现负压的调节。2.2.2引风机高压变频器启动的允许条件启动必须具备以下条件：①、原有工频启动条件；②、PLC来高压合闸允许，合引风机电源开关，请求充电，启动充电按钮，充电完成后，PLC 自动合上变频器输入输出开关，变频器请求运行。另启动时DCS给定20IIz(300rpm)初始值。2.2.3引风机高压变频器跳闸联锁条件保持与原先一致。2.2.4引风机高压变频器转速调整的自动调节(1)、保留工频方式下的炉膛压力自动控制回路，调节对象为炉膛负压,炉膛负压与设定值之差经过一函数对应后作为PID的当前值，引进总风量作为前馈信号，PID输出经平衡块平均分配到两静叶，进行调节。引风机工频控制逻辑屮强制切手动条件冇：①、调节相关信号故障；②、炉膛压力高高与低低；③、MFT；④、无RB动作时负压调节偏差大于600；⑤、引风机跳闸；⑥、引风机变频自动与工频自动互相闭锁。引风机跳闸取消分配。负压低闭锁增、负压高闭锁减。两台引风机都不在运行时延时20秒迫增静叶开足。该台引风机跳闸而另一台引风机在运行时将该静叶预置到零。⑵、增加变频方式下的炉膛压力自动控制回路，由于变频调节对象与引风机静叶调节对象一样，所以将静叶调节的PV值和前馈作用于现有的引风变频控制。同样引进平衡块进行平均分配，作用于引风机频率调节。引风机变频控制逻辑中强制切手动条件有：①、调节相关信号故障；②、炉膛压力高高与低低；③、MFT；④、无RB动作时负压调节偏差大于600；⑤、引风机工频自动与变频自动互相闭锁。不在变频运行取消分配且预置到引风机启动频率（20Hz）o负压低闭锁增、负压高闭锁减。3变频运行跳闸切工频控制介绍为了防止引风机变频器运行中出现故障导致引风机跳闸，尽量避免影响机组负荷甚至机组停运事故的发生。根据实际工作情况，我们又增加的 引风机变频跳闸切工频逻辑，并通过静态动态试验，试验效果良好。现对#2炉引风机变频跳闸切工频作如下简要说明。2.1变频跳闸切工频控制说明引风机在变频方式运行下，运行人员将“引风机变频切工频允许按钮”（引风机画面），在机组负荷大于190MW,此时引风机画面上引风机变频报警列表中“变切工不允许”转为“变切工允许”同时底纹背景由绿色变为红色。当引风机变频器出现重故障时，自动分离变频器出进口开关，延时6秒后启动工频旁路开关（上述各项控制操作均在就地变频器中实现）。引风机变频器出现重故障同时，引风机画面报警列表中出现引风机变频器重故障报警，同时对相对应的引风机静叶预置一开度，使引风机静叶快速下关。引风机静叶最终开度与当时总风量相对应（若此引风机变频器重故障8秒后工频未切成功则将静叶全关），静叶开度与总送风量关系曲线如下：同时另一侧变频对炉膛压力进行自动调节。若引风机变频器重故障8秒后工频未切成功则按照该引风机跳闸处理，将静叶全关，同时对该引风机进出口挡板发出关联锁，将该引风机进出口扌当板关闭。2.2变频跳闸切工频控制几点注意事项1、变频跳闸切工频只冇在负荷大于190MW且“变频切工频允许按钮”投入的情况下有效。2、变频运行时为了减少静叶动作的时间，运行中保持静叶开度在85%位置。 3、变频故障切工频初始阶段，此时该静叶关到预置值后为手动控制,只有另一侧变频对炉膛负压进行调节，若出现炉膛负压波动较大，运行人员根据情况及时加以手动干预。4、若是山于风机、电机等本体或系统原因（引风机保护联锁）而致使引风机变频联锁跳闸，引风机变频不切工频。4节能效果分析：经过分析我们可以得出130t/h循环流化床锅炉引风机变频改造后节能效果良好，在实际应用过程中表现也很出众，达到了我们预想的效果。1、节省大量的电能。在机组相同发电量和送风量相同情况下，引风机电能比较，引风机工频控制时所用的电量远远超过变频控制后的电量。机组发电负荷一般在180-300MW之间变化，发电机输出功率变化，锅炉出力也要相应调整，锅炉的送、引风量相应调整。改造前，工频运行时，数据统计如下：改造后，变频运行时数据统计如下:通过以上数据对比，我们可以清楚的看到，在节约厂用电方面，变频改造使公司的节能迈上了新的台阶。通过数据，我们也可以大概得出，平均一年大概节约百万元左右。2、极大的提高了系统的稳定性。利用高压变频控制技术，对引风机电机转速控制，实现了风量的变负荷调节，解决了风门调节性能差、链连 接机构滞后等诸多问题，使调节更迅速、准确，切实提高了系统运行的稳定性。3、延长引风机及其风门的检修周期，确保设备的使用寿命，降低了维修费用。引风机变频改造，减少了风门的变化、调节，从而减少了压流的损失，改善了引风机的振动、轴承磨损等诸多问题。因此在风机的维修费用上冇了大幅降低。又因为本厂所用引风机为离心式电机，启动时间长、启动电流大，对风机和电机的机械冲击很大，严重影响着风机的使用寿命。通过变频改造，山于启动采用软启动，频率信号一点一点的增长，几乎不产生冲击，可以很好的延长风机和电机的使用寿命。5结束语我厂自引风机变频改造以来，设备运行比较稳定，调节性能良好，能够满足炉膛负压调节的需耍和各种井常工况变化的耍求，更重耍的是降低了厂用电率，节约了大量的电能（只需工频运行的60%左右）。引风机变频改造是我厂节能减排的具体实例，通过对此次改造过程中控制策略与节能效果的分析，希望能为其他电厂引风机变频改造提供一些参考。参考文献：[1]泵与风机。中国电力出版社，2004[2]热工过程自动控制系统。屮国电力出版社，1998作者简介：方岚（1981—）,女，工程师，2004年毕业于北华大学自动化专业,现工作于神华神皖安庆皖江发电有限责任公司热控专业炉控班。