电厂脱硫系统增压风机应用高压变频器
| ，当处于自动状态时，通过原烟气压力手动设定值与实际原烟气压力的偏差进行pi调节。 4.3.6变频切换至工频的控制策略变频切换至工频有自动/手动两种方式，就地变频器发“重故障”跳闸后自动切换至工频旁路;手动切换可由dcs发出指令，也可通过就地变频器面板手柄操作。当变频切换至工频指令发出后，判断风机在变频运行状态，立即停止变频器输出，自动断开qf1、km1变频开关，延时3s发“变频停止”信号、合qf2工频开关。这样，一方面减小工频投入时的冲击电流，同时风机静叶开度在变频器跳闸同时开始逐步关闭到锅炉风量对应的增压风机静叶开度并投入自动，减小了工频投入时原烟压力及锅炉炉膛负压的波动。 4.3.7工频切换至变频的控制策略 工频切换至变频只能通过dcs手动方式进行，dcs发出“工频切换至变频”指令后，判断工频开关qf2在合闸状态，立即启动变频器，变频器开始低压充电，延时4.7s断开qf2开关，5s充电完毕，自动合入qf1、km1变频开关，变频器开始输出。 在工频切换至变频操作时，原担心在风机惰走期间失压，导致原烟气压力反正，为此在逻辑中增加了增压风机静叶自动打开60%的指令，但在试验中发现此项改进有些多余，增压风机惰走需要3min，没有发生预想中的失压现象导致变频器启动后抽吸力过大，旁路挡板保护动作的情况。因此在热态试验中取消了打开增压风机静叶指令。当工切变操作指令发出4s内直接保持切换前增压风机静叶开度。 5 增压风机变频改造的效益分析 通过增压风机变频改造理论分析及电力系统多个电厂风机变频改造项目实施后的效益分析来看，风机节电率一般在30％－40％之间，具有良好的直接经济效益。实际测量增压风机运行参数如下:机组负荷200mw，增压风机工频运行，母线电压6.15kv，电流156a，功率因数为0.75，电机实际功率1246kw;增压风机变频运行，运行频率为35hz，静叶档板开度为100%，母线电压6.15kv，电流71a，功率因数为0.97，电机实际功率733kw;电机功率减小513kw。按照增压风机年运行小时数为7200h，节省电量大约为3693600kw.h,电价按照上网电价0.40元/kw.h，则一台增压风机变频改造的收益约为147.7万元，大约2年能够收回投资。 6 增压风机变频改造应注意的几个问题 6.1工频旁路闭锁设计 为保证脱硫系统运行可靠性必须设置自动工频旁路，但设计中必须引起重视的问题就是防止工频、变频出口开关由于误操作而并列运行，两个不同频率的系统并列运行将造成整个变频系统的损坏。 为此，除了在dcs自控程序、变频器plc程序中需判断并采用工频、变频运行状态闭锁及开关位置状态闭锁，还应在工频、变频出口开关的操作回路中采用硬接线闭锁。即km1开关在qf2开关分闸状态才允许合闸，当qf2开关在工作位置合闸状态则直接跳km1开关;对qf2开关则反之。6.2变频系统保护配置 从高压变频系统继电保护的配置与定值整定分析可知，在工频运行情况下，电动机及出线电缆的保护由qf2的保护装置来实现;在变频运行情况下，电动机作为高压变频器的负荷与厂用母线隔离，电动机及出线电缆的保护转由高压变频系统控制器实现;变频器各功率单元分别由移相变压器低压侧各独立的三相绕组供电，各绕组的保护由功率单元实现;移相变高压侧绕组及进线电缆的保护则由qf1保护装置来实现。而母线侧电源开关作为工频、变频运行工况均需投运的设备。其保护配置只需要考虑母线侧出线电缆短路、接地故障，同时作为移相变、电动机保护的后备保护，在qf1、qf2开关拒动的情况下保护动作跳闸。 母线电源开关保护定值一般按照电动机来整定，定值在不同运行方式下无法实现自动切换，使得变频运行时保护灵敏度很难满足要求，尤其对于配备纵差保护的电机，变频工况需要退出该保护，否则易误动。所以，若采用自动工频旁路设计，建议采用图3系统配置，若采用手动工频旁路设计，则在设备投运前必须注意将微机保护装置根据工频、变频运行工况进行保护的投退及其定值区的切换。 6.3变频器瞬停保护设计 由于机组6kv厂用母线均带有给水泵电机，大机组给水泵电机功率相当大，一般在5000kw以上，在给水泵联锁启动时，母线电压均跌落至80%以下，根据泵启动后带负荷的情况，电压跌落持续时间可能维持10~20s，因此变频器瞬停保护对保证风机的持续运行非常重要。 电压型变频器功率单元由于有大容量的高压电容器作为整流滤波环节，而该电容具有一定的储能作用，在输入完全掉电情况下能够维持输出一段时间，在装置内滤波电容越大、负荷运行频率越低、输出功率越小则可维持的时间越长。一般变频器可承受-30％电源电压下降和5个周期电源丧失。具体瞬停(低电压)时间根据电机定、转子的参数频率特性、电机最低运行频率来计算确定。 变频器动力电源瞬时断电再上电一般有两种不同情况，如果断电时间在100ms(即5个周波)之内，没有任何影响，变频装置连续运行;如果断电时间在100ms～“瞬停(低电压)时间”之内，变频器发“轻故障”信号，执行瞬停重启过程。如果断电时间超过瞬停(低电压)时间，变频器发“重故障”信号，在“变频运行”信号延时保持时间内，自动切换至工频旁路;若超过保持时间，则不再切换至工频，风机停运。 6.4增压风机、电机轴承润滑问题 由于增压风机为低转速、低压头、大流量风机，轴径较大，电机极对数多为10、12极，因此在调试中有两个问题需要注意:一是工频切换至变频时，尽可能减小电机惰走时间，防止变频器投入时过流而跳闸。在原设计中，工频开关断开后1s再投入变频器，后调整为0.3s。二是变频器最低频率限制应根据风机、电机轴承润滑方式所决定的低转速情况下轴承润滑能力来确定。风机及电机采用脂润滑，其润滑能力受电机转速的影响相对较小;若采用油润滑方式，特别是油环润滑将会因电机转速降低，油环带油情况明显变差，使得轴承无法良好润滑，轴承温度升高;若采用压力供油润滑，靠润滑泵的压力向轴承供油，将从轴承流出的润滑油回收到油池循环使用，则能有效解决低转速下轴承润滑问题。 7 结束语 总的来看，增压风机进行变频改造是可行的，它可以提高风机的运行稳定性，进而保证了机组脱硫系统的运行可靠性，同时还能取得良好的节能效果，但改造中应针对增压风机在脱硫工艺系统中的运行特点，注意相关技术问题，采取相关对策以确保变频改造的成功。 |
