華電烏達(dá)熱電廠一期2X150MW熱電技改工程是原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批復(fù)的“國(guó)家雙高一優(yōu)，以大帶小，熱電聯(lián)產(chǎn)”項(xiàng)目選用由無(wú)錫華光鍋爐股份有限公司制造的蒸汽流量為480t/h的超高壓再熱CFB循環(huán)流化床鍋爐，可燃燒矸石等劣質(zhì)煤種，通過(guò)石灰石脫硫，具有環(huán)保、清潔的優(yōu)勢(shì)，12機(jī)組自投產(chǎn)發(fā)電以來(lái)，創(chuàng)造了比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1引風(fēng)機(jī)及液粘調(diào)速器引風(fēng)機(jī)是火電廠重要的輔助設(shè)備之一，它將鍋爐燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)除塵裝置后排向煙道，用來(lái)調(diào)整鍋爐爐膛負(fù)壓。

　　華電烏達(dá)熱電公司選用的鍋爐采用超高壓參數(shù)中間再熱機(jī)組方案設(shè)計(jì)，與150MW等級(jí)汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配，可配合汽輪機(jī)定壓（滑壓）啟動(dòng)和運(yùn)行，蒸發(fā)量為480t/h過(guò)熱器出口溫度為540工每臺(tái)鍋爐裝有2臺(tái)引風(fēng)機(jī)。

　　引風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)。

　　電機(jī)型號(hào)電機(jī)功率/kW額定電壓/kV額定電流/A功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速/（rmin轉(zhuǎn)速比祝調(diào)節(jié)方式輸入轉(zhuǎn)速/（rmn輸出轉(zhuǎn)速要求/（rmn液粘調(diào)速器參數(shù)。

　　型號(hào)額定扭矩パN.m）輸入轉(zhuǎn)速/（rmn表1引風(fēng)機(jī)存在問(wèn)題序號(hào)引風(fēng)機(jī)存在問(wèn)題是否主要原因1液粘調(diào)速故障率高，平均故障率達(dá)到每日1次是2電機(jī)轉(zhuǎn)速快、振動(dòng)大、噪音大。機(jī)械磨損大是3電機(jī)軸承溫度篼絕緣不良，是4液粘調(diào)速器故障頻繁，引風(fēng)機(jī)漏油嚴(yán)重，平均每月需加100kg潤(rùn)滑油是5調(diào)節(jié)閥門需要不斷調(diào)整開、關(guān)狀態(tài)否6調(diào)節(jié)閥門開、關(guān)頻繁造成閥門損壞否7操作方法不當(dāng)，導(dǎo)致閥門等設(shè)備損壞否8協(xié)調(diào)能力差，導(dǎo)致故障不能及時(shí)解決否要2引風(fēng)機(jī)改造的必要性改造前，引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過(guò)液粘調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，而風(fēng)量是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)入口擋板開度來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然己經(jīng)采用了高效離心風(fēng)機(jī)，但實(shí)際運(yùn)行效率并不高，主要有4個(gè)原因。

　　隨著發(fā)電機(jī)發(fā)電負(fù)荷的變化，鍋爐的送風(fēng)量、引風(fēng)量也相應(yīng)變化，而引風(fēng)機(jī)出力調(diào)整是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)入口擋板開度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣就會(huì)導(dǎo)致節(jié)流損失嚴(yán)重。

　　異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流一般達(dá)到電機(jī)額定電流的8~10倍，對(duì)廠用電形成很大沖擊。

　　強(qiáng)大的沖擊轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命存在很大的影響。

　　液粘調(diào)速器的各種弊端也是引風(fēng)機(jī)耗能大的一個(gè)重要因素。

　　液粘調(diào)速器是一種以液體為介質(zhì)，靠液體動(dòng)量矩的變化傳遞能量的裝置，工作時(shí)是通過(guò)一導(dǎo)管調(diào)整工作腔的充液量，從而改變傳遞扭矩和輸出轉(zhuǎn)速來(lái)滿足工況要求111.因此，對(duì)工作腔及供油系統(tǒng)需經(jīng)常維護(hù)及檢修。液粘調(diào)速器調(diào)速屬耗能型調(diào)速方式，在調(diào)速范圍較大時(shí)，產(chǎn)生機(jī)械損耗和轉(zhuǎn)差損耗，消耗能量，效率較低，節(jié)能效果一般。

　　液粘調(diào)速器故障時(shí)，無(wú)法再用其他方式使其拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行，必須停電檢修。采用液粘調(diào)速器時(shí)，在低速向高速運(yùn)行過(guò)程中，延遲性較明顯，不能快速響應(yīng)，此時(shí)的電流較大，易引起跳閘，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。液粘調(diào)速器本身控制精度差，調(diào)速范圍窄通常在40% ~90%之間）。在高速運(yùn)行時(shí)，液粘調(diào)速器有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響工作的正常進(jìn)行。

　　由此可見，若繼續(xù)使用液粘調(diào)速器，將制約電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。所以，有必要對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能和調(diào)節(jié)性能的改造，滿足機(jī)組整體調(diào)節(jié)性能的需要。

　　3分析原因鍋爐引風(fēng)機(jī)存在問(wèn)題見表1鍋爐引風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)：145MW負(fù)荷下風(fēng)門開度為60%，電機(jī)電流為110A.可以看出，由于風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)有一定裕度，且風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度較小，亦有較大裕量，因此，正常生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)門擋板兩側(cè)必定形成較大的風(fēng)壓差，造成較大損失。

　　通過(guò)對(duì)引風(fēng)機(jī)存在問(wèn)題的調(diào)查與運(yùn)行數(shù)據(jù)分析決定拆除引風(fēng)機(jī)液粘調(diào)速裝置。

　　4改造過(guò)程變頻器是在不改變電機(jī)原有性能的前提下，根據(jù)負(fù)荷的大小來(lái)改變電機(jī)的供電頻率和電壓，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的目的。

　　采用高壓變頻器對(duì)引風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使引風(fēng)機(jī)的擋板全開，從而改變轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，使風(fēng)機(jī)擋板內(nèi)外風(fēng)壓基本一致。將原來(lái)定速運(yùn)行的截流損耗及高速風(fēng)壓損耗降到最低，使引風(fēng)機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行中的用電量大比例地減小，使發(fā)電機(jī)組的噸煤耗電量下降，進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)組的噸煤發(fā)電比。

　　41高壓變頻節(jié)電原因由于設(shè)備設(shè)計(jì)余量大而導(dǎo)致的“大馬拉小車”現(xiàn)象121、電機(jī)定速旋轉(zhuǎn)不可調(diào)節(jié)等原因，導(dǎo)致資源浪費(fèi)很大，而變頻調(diào)節(jié)徹底解決了這一問(wèn)題。

　　由于負(fù)載擋板或閥門調(diào)節(jié)導(dǎo)致的大量節(jié)流損失，變頻改造后也不再存在。

　　（4）異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)由變頻前的0. 85左右變成變頻后的095以上。

　　42變頻器改造方案（）變頻器有較高可靠性，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)故障。

　?。?）變頻器有旁路功能，一旦出現(xiàn)故障，可使電機(jī)切換到工頻運(yùn)行。

　　具有邏輯控制能力，可以自動(dòng)按照吹氧周期升降速。

　　有共振點(diǎn)跳轉(zhuǎn)設(shè)置，能使電機(jī)避開共振點(diǎn)運(yùn)行，讓風(fēng)機(jī)不喘振。

　　43變頻器的可靠性設(shè)計(jì)變頻器本體在設(shè)計(jì)上從以下幾方面保障變頻器的可靠運(yùn)行：變壓器采用干式變壓器并配置自控風(fēng)冷；采用功率單元串聯(lián)技術(shù)，用成熟的低壓變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)高壓變頻輸出；采用特制的絕緣型材及板材，充分保證絕緣要求；脈寬調(diào)制波形發(fā)生器采用FPGA硬件生成，避免了軟件死機(jī)的缺陷；功率單元采用單元故障旁路措施，大大提高變頻器的整體可靠性；控制與功率單元間采用光纖通訊，可靠性及抗干擾性大大提高；邏輯控制采用西門子PDC及觸摸屏，極大提高了工作可靠性；控制回路電源采用雙電源，其中一路取自變頻器主回路，可自動(dòng)切換；單元柜采用獨(dú)特的并聯(lián)風(fēng)道，配以德國(guó)原裝進(jìn)口風(fēng)機(jī)。

　　44改造后鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)改造后的引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)采用交一直一交、高一高方式，輸入側(cè)直接接6kV電壓等級(jí)的電源，輸出連接6kV異步電動(dòng)機(jī)，―HVF系列高壓變頻器柜由功率單元柜（含控制柜）、變壓器柜、進(jìn)線柜3部分組成。

　　此次改造對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，每臺(tái)風(fēng)機(jī)新增1臺(tái)高壓變頻器，共配置2臺(tái)變頻器，將變頻器接入到原有的風(fēng)機(jī)電機(jī)與高壓開關(guān)柜中。在正常情況下，每臺(tái)變頻器拖動(dòng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行。為改造后的鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)圖。圖中QF保留用戶原高壓進(jìn)線開關(guān)柜，QSj，QQS3與變頻器配套供貨。進(jìn)線柜的QS！，QS2機(jī)械互鎖、防止誤操作。6kV電源經(jīng)變頻裝置輸入刀閘Q3到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS送至電動(dòng)機(jī)；6kV電源還可經(jīng)旁路刀閘QS直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。進(jìn)出線刀閘和旁路刀閘的作用是：一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開進(jìn)出線刀閘QS，將變頻裝置隔離，手動(dòng)合旁路刀閘QS，在工頻電源下啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

　　正常時(shí)，在控制室通過(guò)調(diào)節(jié)高壓變頻器的目標(biāo)給定頻率通過(guò)4~20mA信號(hào)輸出到高壓變頻器）來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。

　　異常時(shí)，即變頻器出現(xiàn)故障而又無(wú)法自動(dòng)排除時(shí)，變頻器自動(dòng)跳機(jī)。如為自動(dòng)工頻切換，則變頻器內(nèi)的操作為：QS分真空接觸器，QS自動(dòng)合真空接觸器，變頻器轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行；如為手動(dòng)工頻切換，則QS分閘后，送一跳閘信號(hào)至開關(guān)柜斷路器使DL聯(lián)鎖跳閘，同時(shí)輸出一故障信號(hào)至控制室。

　　46變頻改造前后對(duì)比引風(fēng)機(jī)改用變頻調(diào)速后，在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時(shí)，噪音也大幅度降低，同時(shí)消除了因調(diào)節(jié)擋板控制風(fēng)量而造成的管網(wǎng)內(nèi)氣流紊亂、風(fēng)量調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確以及管網(wǎng)振動(dòng)和爐膛燃燒不穩(wěn)等缺陷。

　　使用高壓變頻器后，風(fēng)機(jī)擋板不需要頻繁調(diào)整，擋板開度保持在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，滿足運(yùn)行工況的要求。

　　由于變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)本身具有軟啟動(dòng)功能，使引風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，避免了由于電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)引起的電網(wǎng)沖擊和機(jī)械沖擊，從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。

　　變頻調(diào)速改造后，由于對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)、擋板、高壓開關(guān)、軸承等設(shè)備以及電網(wǎng)的啟動(dòng)沖擊大大減少，它們的使用壽命得以延長(zhǎng)，也大幅度節(jié)省這些設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

　　以上進(jìn)線柜刀閘與變頻裝置配套供貨ElecfronicPublishi足了電廠峰荷動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的需要hi并且與pcc系統(tǒng)實(shí)bookmark2變頻器高精度寬范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速功能，全面滿現(xiàn)真正的無(wú)縫連接。

　　47變頻器系統(tǒng)組成高壓變頻器系統(tǒng)由4部分組成，分別是高壓開關(guān)柜、變壓器柜、單元柜及控制柜。

　　高壓開關(guān)柜的主要功能為電源的進(jìn)線、出線以及工頻旁路，它主要由3個(gè)高壓刀閘以及輸出側(cè)的電壓霍爾傳感器、電流霍爾傳感器組成。

　　風(fēng)機(jī)部分由冷卻風(fēng)機(jī)和相關(guān)風(fēng)機(jī)電機(jī)組成。這部分在變壓器柜的上方，室內(nèi)空氣從進(jìn)氣口進(jìn)入單元柜，經(jīng)過(guò)單元使其冷卻，最后吸進(jìn)風(fēng)機(jī)部分，從柜頂排出。由于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，在距變頻器1m處的標(biāo)稱加權(quán)聲級(jí)可能超過(guò)70dB.變壓器柜裝有向輸出單元提供三相電壓的輸入移相變壓器；變壓器二次側(cè)有各單元輸入電纜的連接點(diǎn)；變壓器柜內(nèi)裝有溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備及冷卻風(fēng)機(jī)。

　　單元柜每相輸出安裝有9個(gè)單元何包含2個(gè)冗余單元選件）每相的輸出電壓為單元的串聯(lián)電壓。斷開每個(gè)單元的三相輸入電源、2路輸出連接、光纜插頭和固定螺栓后可將其與柜體分離并拆下；所有單元的機(jī)械和電氣參數(shù)均一致，可以方便地進(jìn)行互換；每個(gè)單元有獨(dú)立的控制板，通過(guò)光纜構(gòu)成隔離通訊鏈與系統(tǒng)通訊。

　　功率單元柜每相輸出安裝有6個(gè)功率單元，每相的輸出電壓為單元的串聯(lián)電壓。獨(dú)立的輸出單元安裝在單元柜內(nèi)；所有單元的機(jī)械和電氣參數(shù)均相同；每個(gè)單元有獨(dú)立的控制板用來(lái)與系統(tǒng)通過(guò)光纖進(jìn)行通訊。

　　8變頻器控制特性變頻器在DCS畫面控制時(shí)，為了保障引風(fēng)機(jī)電機(jī)的正常散熱，變頻器內(nèi)部設(shè)定了最低運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，一般頻率下限為20H即當(dāng)給定頻率低于20Hz時(shí)，變頻器自動(dòng)識(shí)別為20H當(dāng)給定頻率高于20Hz時(shí)，變頻器按給定頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

　　采用36脈沖整流，輸出每相6個(gè)功率單元串聯(lián)，三相共18個(gè)功率單元。

　　獨(dú)立的輸出單元安裝在功率單元柜內(nèi)；所有功率單元的機(jī)械和電氣參數(shù)均相同；每個(gè)單元包含獨(dú)立的控制板用來(lái)與系統(tǒng)通過(guò)光纖進(jìn)行通訊。

　　5改造后的收益1直接經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)計(jì)算，工頻條件下耗電量：1機(jī)發(fā)電量平均為145萬(wàn)M.h的2臺(tái)引風(fēng)機(jī)平均每小時(shí)耗電量均為14 5萬(wàn)腿。h的2臺(tái)引風(fēng)機(jī)平均每小時(shí)耗電量為14401Wh經(jīng)過(guò)對(duì)比后：平均每小時(shí)的節(jié)電量480kWh年節(jié)電量3456000M.h（年正常運(yùn)行時(shí)間按300d計(jì)算）若電價(jià)為024元八腿。h）則年節(jié)電收益82944萬(wàn)元。實(shí)施所產(chǎn)生的直接費(fèi)用即引風(fēng)機(jī)變頻改造費(fèi)用為197萬(wàn)元，則收回成本所需時(shí)間為238年，3年內(nèi)即可收回投資成本。

　　52其他間接收益高壓變頻器卓越的軟啟動(dòng)/亭止功能（可以零轉(zhuǎn)速啟動(dòng)）減小了啟動(dòng)沖擊電流對(duì)電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)的沖擊，減小了電機(jī)故障，延長(zhǎng)了電機(jī)的檢修周期和使用壽命；同時(shí)還避免了沖擊負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的不利影響。

　　變頻改造后原調(diào)節(jié)閥門全開，不需要再作任何調(diào)節(jié)，可延長(zhǎng)閥門使用壽命，減少檢修維護(hù)費(fèi)用。

　　變頻改造后，原液力偶合器取消，節(jié)省了液力偶合器的維護(hù)費(fèi)用。

　　高壓變頻器特有的平滑調(diào)節(jié)以及引風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，減少了風(fēng)機(jī)及電機(jī)的機(jī)械磨損，降低了軸承、軸瓦的溫度，減少了檢修費(fèi)用，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

　　采用自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高了設(shè)備運(yùn)行控制和系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，從而真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，大大強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性。

　　變頻器對(duì)電機(jī)的保護(hù)功能齊全，大大提高了電機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　6應(yīng)用推廣火力發(fā)電廠輔機(jī)很多，大部分廠用電量都是消耗在這些輔機(jī)上，降低了每臺(tái)輔機(jī)的單耗就達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。華電烏達(dá)熱電廠引風(fēng)機(jī)加裝變頻調(diào)速裝置改造實(shí)施完成后，取得了明顯的節(jié)電效果，并獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。