高压变频器在热电厂引风机的应用及分析

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1、高压变频器在热电厂引风机的应用及分析唐海东(中国石化集团茂名石化分公司，广东茂名525021)[摘要]介绍西门子高压变频器的工作原理，通过数据分析高压变频器的节电原理及节电效果，成功实现高压变频器在线工频、变频互相切换功能，满足热电厂连续运行要求，解决热电厂运行工况下高压变频器在线从工频切到变频的难题。关键词高压变频器切换功率单元绝缘栅双极晶体管(IGBT)0引言根据改造风量不变原则，改造后的风量Q2一Q．。变频改造后引风机平均功率为：某热电厂为2台410t／h循环流化床(CFB)锅Pz=P×(—436kW炉，总装机容量

2、为10OMw汽轮发电机组，主要向某大型化工厂提供热电供应，供电标煤耗为360式中，变频装置的效率刁取保守值0．94g／kW·h，远高于行业平均水平。2台CFB锅炉各(3)2A引风机节能比例为p—p=47．8，按rI挂有2台高压引风机(型号为YKK630-6W-当地0．72元／kW·h平均外购电价(含税)和全年3301250kW)，变频改造前，引风机电机正常运行功率天运行时间计算，2A引风机每年节约电费约227．5万为83Okw左右，其输出功率通过风门开度进行调元。节，正常状况下，风门开度基本维持在40左右，将2A引风机改

3、造前后的用电消耗数据对比，见表2。相当大的一部分电能消耗在风门挡板上，能源浪费严重，节能潜力巨大。表22A引风机改造前后的用电消耗数据对比1变频改造原理分析以2#CFB锅炉引风机为例，分析改造前2#CFB锅炉2台引风机(2A、2B)的运行工况和基本参数，见表1。表1引风机(2A、2B)的运行工况和基本参数2工程应用2．1引风机变频控制方案的确定该热电厂对2台锅炉的各1台引风机进行变频改(1)2A引风机改造前工频运行功率：造。同时，为满足化工厂连续供热供电的要求，该引P1—4"3UIcos~=835kW风机高压变频器应具备

4、在线工、变频互相切换功能。式中。运行功率因数c0sp取0．85。引风机变频改造后的一次系统如图1所示，QF是(2)2A引风机改造后变频运行预计功率。厂用变电所732#柜断路器；QF1、QF2、QF3是与变适配引风机的电机功率一般为引风机的1．O5～频器配合使用实现工频变频互相切换的断路器，可通过D(：S控制变频器输出频率。当选择自动时，按炉膛1．25倍。以下计算取1．o5倍，功率参数取1。1柏负压设定值自动调节输出；选择手动时，输出值由操由节能原理风量与功率的关系一P~日H．rb可知作人员手动输入，输入值为0～100，对

5、应于变频器：输出0～5OHz。Q1一一Q1250_o．701引风机变频控制方案如图2所示。颤P籀H1伽⋯‘式中，Q为额定风量；P_为额定轴功率；Q为工频2．2调试情况运行下的风量。2．2．1第1次调试(电机空载)(1)变频切工频试验：人工从远方DCS发变频收稿日期：2009—04-08切工频命令，QF1、QF2断路器跳闸，QF3断路器作者简介：唐海东(1976一)，工程师，现从事炼油化工企业自备合闸，电机由变频转入工频运行，切换成功，电机电厂电气设备运行及管理工作。运转正常。26』www．chinaet．netJ电工技术

6、变频技术(6)工频切变频试验(第3次)：由DCS发工频切变频命令，切换成功，由于此时电机为旋转负载，变频器对运转的电机进行捕捉再启动，时间约50s，电机才达到了正常额定转速1000r／min，不能满足炉膛压力(±2．5kPa)的需要。((7)工频切变频试验(第4次)：将KT延时时间调(／整为5s，第4次DCS发工频切变频命令，切换成功。但变频器捕捉再启动时间更长，经过约100s，电机才}事达到了正常额定转速1000r／min，不能满足炉膛压力=i：(±2．5kPa)的需要。2．2．2第2次调试(电机空载)QFll该变频器

7、具有应对旋转负载的特性，允许变频变顿回路I圃IQF3I工频回路器测定已处于运转状态电机的速度，变频器可向电'OF2机提供与旋转电机频率相同的输出电压，使变频器供电时对电机的冲击最小。旋转负载特性分为2个阶段。①旋转负载操作自动进行，用户无须作任何图1引风机一次系统图调整。变频器监测电机磁通并能立即启动电机。典型地，如果变频器禁止和重启动的时间间隔为3～4个电机时间常数，则变频器能瞬间重启动。②包含一个扫描特性。在此期间，频率不同的固定电流加到电机上。变频器监测电机磁通，当电机磁通达到磁通阈值时，变频器假定所加频率等于电机

8、的旋转速度，这个阶段需要对参数进行调整以使“扫描功能”能够正常。也就是说，变频器若在3～4个电机时间常数内再启动，能够立即启动，于是，我们认为是KT延时过长引起变频器捕捉再启动时间慢。(1)修改控制参数，跳开QF3后延时2s再合(4)手动工频转变频QF1、QF2，变频器自检时间约3s。(2)工频切变频试验(第5次)：