高压变频器在热电厂硫化床锅炉风机上的应用

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1、高压变频器在热电厂硫化床锅炉风机上的应用(上)高压变频器在热电厂硫化床锅炉风机上的应用摘要：随着电力电子技术的发展，变频调速应用越来越普遍。它不仅调速性能平稳、控制方式灵活，而且具有各种保护功能，系统安全性高。本文分析了热电厂锅炉风机控制系统的现状及存在的一些问题，阐述了采用变频器控制锅炉风机的方案，从而实现对风机的优化控制，达到节能以及减少设备故障的目的。关键词：变频器；节能；锅炉一、现场简介：青岛恒源热电有限公司现有三台UG-75/5.3-M19-75t/h循环硫化床锅炉，一台QFW-15-2被压式汽轮发电机组，一台QFW-12-2被压式汽轮发电机组，是集中供热、发电为

2、一体的热电联产企业，负责整个黄岛经济开发区工业热源供应。在75t/h循环硫化床锅炉引风机系统配置了三台同型号的G4-68-14D型风机，风量为126263m3/h,风压为6023Pa，单台风机电机的功率为315KW转速为1450r/min（电机型号：YKK-450-4-315）。在一次风机系统配置了三台同型号的G4-68-14D型风机，风量为91027m3/h,风压为6681Pa，单台风机电机的功率为250KW转速为1450r/min（电机型号：YKK-450-4-250）。锅炉引风机一次风机均采用恒转矩运行，调节风门挡板调节风量，恒速电机驱动风机。二、存在问题：通过锅炉热

3、力试验、数据统计分析，锅炉风机系统采用挡板调节方式在实际运用中存在以下问题：1、挡板式调节，对锅炉蒸发量、温度、压力进行调节时，就要同时调整风门，使之与负荷变化相适应，不仅调速线度差，而且容易造成机械设备震动大，设备损坏率高；2、挡板式调节拖动锅炉风机电机始终以额定转速转动，风机单耗和电机的功率存在浪费能源，锅炉风机电机长期在额定负荷30—50%状态下运行，存在着大量浪费能源现象；3、风机电机接在10KV高压母线段，电机采用过载热偶保护，短路采用空气开关保护，保护性能差，容易造成开关越级跳闸；针对上述情况公司对设备进行变频改造，恒源公司在节约成本的策略前提下，考虑到国产高压

4、变频器设备水平已接近国际水平，能满足运行要求，公司根据掌握的变频器资料，公开招标，进行性价比比较，结果山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP38-250F型和JD-BP38-315F型高压变频调速器胜出。三、锅炉燃烧过程的变频调速系统改造方案：经变频改造后新的控制系统结构如图一所示，引风机（315kw）、鼓风机（250kw）、供水水泵（采用西门子低压变频器进行改造）均采用单回路控制，风机均采用恒压变流量控制方式，水泵采用恒液位控制方式。风机的控制回路均由压力传感器、压力控制器、DCS及风光高压变频器组成，水泵控制回路由液位传感器、水位控制器、DCS及西门子变频器组成

5、。图一、锅炉风机、水泵改造系统原理图新的锅炉燃烧控制系统只是将原系统的阀门开度控制信号经DCS转接到变频器上，变频器采用DCS控制。通过4-20mA模拟信号，根据炉膛负压控制变频器的输出频率，并由DCS输出脉冲信号，控制变频器的启动和停止。变频器还可以向DCS反馈运行、停止、准备就绪、报警、故障、主电源电压异常，变压器超温等信号，以及变频器的电流、电机转速等模拟量信号。改造的工程量很小，但整体性能大幅提高。一是执行机构（包括变频器、风机、电机）的线性度得到改善；二是执行机构的反应速度也更加及时。这两点都有利于控制精度的提高和系统的稳定性。考虑到原系统均全天运行，为使系统可靠

6、运行，操作、维护方便。改造后一台引风机使用350KW变频器，一台一次风机使用250KW变频器，正常运行时采用变频运行，变频故障时采用旁路运行，主回路如图二所示，QS1、QS2、QS3为三台高压隔离闸刀，QS1、QS3处于变频运行回路上，KM1、KM2为变频上电瞬间实现限流电阻切换时所用，K10为用户工、变频转换改造时加的一个转换开关。变频运行时，QS1、QS3闭合，QS2断开，K10打到变频位置；变频上电后，通过内部程序KM2会自动吸合将限流电阻引入主回路以消除大电流冲击，上电3S后，KM1吸合，KM2断开变频可以投入运行工频运行时，QS1、QS3断开，QS2闭合，K10打

7、到工频位置，实现原来的串电阻启动方式。这是高压变频器工变频手动切换的典型应用，QS1、QS2、QS3不能同时闭合，这三个闸刀在机械和电气上都实现了互锁。另外，为了安全，变频故障信号和上一级的高压开关柜也实现互锁，实现高压故障联跳功能。图二、变频器电气改造原理图四变频器的系统结构：JD-BP38系列高压变频调速系统的结构见图三，由移相变压器、功率单元和控制器组成。变频器共有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。图三、变频器调速系统结构图变频器采用移相多脉冲整流变压器，二次侧所接各个单元产生的高次谐波电流在相位上