英威腾gd5000系列高压变频器在火电厂引风机上的应用

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1、英威腾GD5000系列高压变频器在火电厂引风机上的应用摘要：根据高压变频器在引风机上的应用，分析改造Z后的控制策略以及实际节能效果关键词：引风机高压变频器节能改造一.概述引风机是火电厂燃煤锅炉引风系统的主耍设备之一。通过控制引风机入口挡板调节引风量，维持炉膛负压在一定的范围内运行。如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷粉，既影响环境卫生，又可能危及设备和操作人员的安全；负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带來的热量损失。因此，控制引风量大小，稳定炉膛负压值，对保证锅炉安全、经济运行具冇十分重要的意义。二.改造情况1.运行工况根据机组负荷的变化，机组控制系统将负荷指令传递至燃料

2、系统实现整个系统的自动平衡，达到安全稳定运行的目的。在机组负荷调节范围大，负荷调节快的情况下，循环流化床需调节给煤量，空气量和返料循环量，其负荷须可在30%-110%Z间调节；此外由于截面风速高和吸热控制容易，循环流化床锅炉负荷调节速率要求也很快，一般达每分钟4%。因此，通过采用调节一次风压、风量，实现燃料系统快速负荷响应，就对风戢的供给及使用等工艺指标提出了很高的要求。一方面，系统对风压耍求严格，过高影响喷燃器的火焰形态、过低风导致燃烧不充分。另一方而，系统对风量的控制受到诸多因素的影响，风温的变化、锅炉负荷的变动，都直接影响风量的控制指标。由于H前引风机风量调节方式不能很好的满足

3、锅炉燃烧能力及稳定性运行需要，所以有必要对引风机进行节能和调节性能改造，来满足机组整体调节性能需要。系统工艺流程见下图所示：1.一次动力系统策略为了充分保证系统的可靠性，为变频器同时加装丁频旁路装置，变频器异常时，变频器停止运行，电机可以直接手动切换到工频下运行。工频旁路由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成（英中QF为甲方原有高压开关）。要求QS2不能与QS3同时闭合，在机械上实现互锁。变频运行时，QS1利QS2闭合，QS3断开；工频运行吋，QS3闭合，QS1和QS2断开。为了实现变频器故障的保护，变频器对6KV开关QF进行联锁，一旦变频器故障，变频器跳开QF,要求甲方对QF

4、的合分闸电路进行适当改造。工频旁路时，变频器应允许QF合闸，撤消对QF的跳闸信号，使电机能正常通过QF合闸工频启动。设计方案如下：6kV母线I段6kV母线II段一.控制系统方案由于4#机组自动化投入率比较高，为减少此次引风机系统变频改造对整个锅炉系统的影响，仍然由DCS实现引风系统投自动的控制逻辑与炉膛负压PID调节，变频器作为一个执行设备，接牧DCS來的炉膛负压调节信号，实现引风机转速调节与挡板开度调节的协调控制。改造前后DCS控制逻辑SAMA图如下所示：退RHf和：Hwwwa检测仿号iZCUtiP；iXKIilVJ_v过出控期采检测信匕mnl)csf?Mi2W

5、•—I>,.■—A/M€>flDfS»M2*t爲6/AAKMiJlft反1]MMM■I)■OHHHO■MHM.OBOMHMMW设条IB^IK机对于DCS來说，引风系统改造前后的区别是控制对象不再是扌当板而是引风机负荷率，DCS根据系统工况判断所需耍的引风机负荷率，直接控制引风机转速与挡板开度，满足炉膛负压的控制需耍。一.运行工况分析由于循环流化床锅炉在炉腔冒正圧的情况下容易发生爆炸，而炉膛负压过大也非常危险，此次改造对现有炉膛负压保护逻辑不做变更，在引风协调控制单元中加入快速负荷平衡回路，确保炉瞳负压及系统安全。对应两台引风机变频设备配合有多种运行方式，具体控制方式如下：1）单侧引风

6、机工频运行单侧引风机工频运行与目前现场运行工况相似，系统启动后，DCS手动调节引风机控制信号直接控制引风机挡板开度，控制引风机负荷维持炉膛负压。当机组负荷变化时可通过HCU・YF直接手动给定引风机挡板开度，实现锅炉系统安全稳定运行。2）单侧引风机变频运行对于锅炉引风系统单侧引风引变频运行的情况，变频启动时，引风机负荷为30%,同时，引风机挡板开度参与调节，当引风机挡板开度在90%以上时，HCU-丫F协调调节引风机转速控制引风机负荷确保炉膛负压稳定，挡板开度调节和变频转速调节方式的切换回差为80%〜90%,当挡板开度信号低于80%釆用挡板开度调节方式。3）两侧引风机工频运行两侧引风机工

7、频运行的情况与目前现场运行工况类似，引风系统投自动时，HCU-YF通过控制挡板开度来控制引风机负荷，同时接受外围干预，现有控制逻辑和闭锁保护不做更改。4）两侧引风机变频运行对于两侧引风机变频运行的情况，在点炉时，变频风机启动实际频率不小于15H乙引风机负荷为30%,为有效防止炉膛负压过低，HCU-丫F控制引风机挡板开度参与调节。锅炉负荷变化后，当挡板开度在90%以上吋，HCU-YF协调调节引风机转速控制引风机负荷确保炉膛负压稳定，挡板开度调节和变频转速调节