变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用

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1、变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用　　[摘要]在启动电动机时，产生的过大电磁力和大电流往往会引起传统锅炉辅机出现故障。而若将原来的锅炉系统辅机手动操作，转变为采用变频调速技术来调节阀门和风门的开度，控制风速与风量，不仅可以大幅度地降低电能消耗，又可以消除上述锅炉辅机缺陷。本文首先阐述了机组锅炉辅机在未采用变频调速前的运行情况，其次，重点分析了电厂锅炉运行中应用变频调速技术。　　[关键词]电厂；锅炉；变频调速技术　　doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2013.22.033　　[中图分类号]F272；TK2

2、2[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2013）22-0055-02　　1前言　　与以往的交流调速方式相比，交流变频器技术及装置在工作效益、功率因数、转差补偿、频率范围、低频转矩、动态响应等方面都具有较大的优势，在火力发电厂中应用较为广泛，也取得了巨大的经济效益。在启动电动机时，产生的过大电磁力和大电流则往往会引起传统锅炉辅机出现故障。而若将原来的锅炉系统辅机手动操作，转变为采用变频调速技术来调节阀门和风门的开度，控制风速与风量，不仅可以大幅度地降低电能消耗，又可以消除上述锅炉辅机缺陷。本文以某电厂300MW上汽和

3、上锅机组为例，就变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用进行探讨。　　2机组锅炉辅机在未采用变频调速前的运行情况　　该机组在没有采用变频调速之前，通常都是由定速电动机带动锅炉一次风机、送风机运行，由人工调节挡板来适当调节风量。在运行过程中，该机组主要存在着5个方面的问题：①在启动锅炉一次风机、送风机电机时，启动电流的大小通常为6～8倍额定电流，所以，电动机的使用寿命很容易受到启动机械转矩的影响；②一次风机、送风机的挡板执行机构故障较多，通常为大力矩电动执行器，对于长期频繁调节往往都不能较好地适应；③风道压流会由于挡板调节的作用而造成

4、严重的损失；④运行人员在手动操作挡板时，往往不容易操作，且动作迟缓，进而引起一次风机的出力大幅度波动，而若采用自动操作的方式，则很难有效地达到最佳调节品质；⑤当风速过大，往往会对挡板造成冲击损耗。　　3电厂锅炉运行中应用变频调速技术　　根据多方对比和考察，结合某电厂300MW上汽和上锅机组锅炉的运行情况，将变频电控柜安装在锅炉一次风机、送风机上，对锅炉的一次风机风量、送风机风量进行变频调节。　　3.1合理选择高压变频器　　目前绝大多数火力发电厂已经普及了低压变频器，但是高压变频器却应用有限，主要原因就在于需要解决大容量、高耐压

5、等难题，核心技术目前还仅仅只掌握在富士公司（日本）、西门子公司（德国）、ABB公司（瑞典）、AB公司（美国）、ROBICON公司（罗宾康公司，美国），尤其是美国罗宾康公司这方面做得较好，该公司推出的完美无谐波变频器采用多重化技术，由一个多绕组的隔离变压器来对各功率单元进行供电，由多个低压PWM功率单元串接构成每一相，通信和控制则通过光导纤维和高速微处理机来进行实现。每相由5个低压PWM功率单元串联。为了实现输入多元化，在绕制时将二次线圈（给功率单元供电上的）互相形成电角度为12度的相位差，形成的整流大概为30脉冲。多元化可大幅

6、度降低对电网的污染，也能够较好地将大多数谐波进行消除。与此同时，谐波无功造成的功率因数应该为维持在0.95以上。　　3.2锅炉送风机变频电控柜　　锅炉送风机变频电控柜与电网，以及送风机、含氧量变送器的电动机共同组成一个炉膛烟气含氧量闭环控制系统，能够对送风机风量进行自动调节，让炉膛烟气含氧量维持在最佳稳定值，既可以提高锅炉的热效率，降低炉膛温度，又可以让电厂锅炉炉膛不送进过多的冷空气，将燃煤完全燃烧。　　3.3锅炉一次风机变频电控柜　　实践表明：控制器操作简便，运行方式灵活，运行参数变化一目了然。锅炉一次风机启动时，由于频率能

7、够手动或自动调整，因此不仅不会对供电电网造成冲击，同时还能够使开关设备的故障率大为减少，延长了开关电器的使用寿命，减少了设备的维护工作量。一次风机改用变频器后，降低风机转速运行的同时，噪声也将大幅度地降低，当转速降低50%时，噪声可减少十几个dB。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，变化相当可观。此外，改变频后，一次风机运行电流从105×2A下降到66×2A（300MW负荷下），根据改造后至今的电能表计量数据统计月节电38万kW·h。可多售电价值13.67万元/月。　　3.4系统技术方案分析　　系统采用一台电动机被一套变频装

8、置驱动的“一拖一配置”方式，高压变频调速装置的控制线路主要包括远传控制系统与控制电源、冷却风机电源的接口；主回路接线主要包括输出高压电缆和输入6kV高压电缆。高压变频调速装置能够与DCS系统进行实时通信，其运行状态可以通过DCS系统进行操作并监视。多组功率模块串联组成该高压变