1 技改前的運行方式存在的問題

某廠8裕爐甲、乙引風機均是雙速電機(高速和低速)。引風機由高速切到低速運行時電動機線圈接線方式發(fā)生變化，由“雙Y”變?yōu)?ldquo;單Y”，電動機磁極對數(shù)由4 對變?yōu)? 對，轉(zhuǎn)速由高速745 r/min變?yōu)?96 r/min，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流減小，定子電流也相應(yīng)減小，電動機電流由144 A 變?yōu)?9.2 A，電動機功率減小，電動機容量由1 250 kW變?yōu)?30 kW。

在爐側(cè)利用風機進口擋板，調(diào)節(jié)風機的風量以維持爐膛負壓。因此，無論在高速還是在低速，都不可避免的存在截流損失，且在高、低速開關(guān)切換的過程中，會引起爐膛負壓發(fā)生波動等問題。引風機高速開關(guān)由DL2、DL3組成，低速開關(guān)由DL1組成。接線方式如圖1所示。

引風機啟動時先合上高速開關(guān)DL2、DL3，待電機運轉(zhuǎn)正常后，若需低速運行，可拉開高速開關(guān)，10 s后再合上低速開關(guān)DL1。低速切高速運行時，先拉開低速開關(guān)，然后合上高速開關(guān)。

由于一臺電機的控制系統(tǒng)是由三臺開關(guān)組成，切換過程較為復(fù)雜，在切換的過程中經(jīng)常遇到開關(guān)合不上，拉不開的現(xiàn)象。高速電機是由DL2、DL3 兩個開關(guān)組成，由于不同步開關(guān)合不上，致使切換失敗，如果處理不及時，極易造成鍋爐熄火，給機組的安全運行帶來一定的隱患。

另外，按照運行規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，當負荷在170 MW以下時，允許一臺引風機高速運行，另一臺引風機低速運行。負荷降到130 MW以下時，要求兩臺引風機都低速運行。因機組負荷變動大，高、低速切換頻繁，電動機受到的沖擊電流較大，易出現(xiàn)電機口線松動現(xiàn)象，存在電機缺相運行的隱患，也同樣威脅設(shè)備的安全運行。

2 技改方案

該廠利用大修間隙，對8裕爐兩臺引風機調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，選東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的高壓變頻(變頻器型號JPA-400/6)作為調(diào)節(jié)裝置。在改造時，考慮到降低成本，電動機仍使用原來電機，將原電動機低速引出線處短接，使用原“雙Y”接線高速電機，拆除原DL1和DL3接線。接線方式如圖2 所示。

3 變頻改造后的技術(shù)性能

1)設(shè)置了手動工頻旁路功能為了使引風機在變頻器故障時也能夠運行，即當變頻器故障時，將引風機轉(zhuǎn)到工頻狀態(tài)繼續(xù)運行。原理如圖3所示。

工頻旁路由2 個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2 組成，QS2為單刀雙極隔離開關(guān)，隔離開關(guān)具有電氣和機械雙重互鎖功能，禁止強行分合隔離開關(guān)。變頻運行合上QS1，QS2切向變頻位置，工頻運行斷開QS1，QS2切向工頻位置。

2)變頻故障代碼對照查詢功能如果變頻器出現(xiàn)輕微異常，可到本地控制柜，根據(jù)變頻器顯示屏提供的故障代碼，來判斷、排除故障。如果系統(tǒng)出現(xiàn)重故障，需要立即解除變頻控制，變頻器立即輸出“高壓開關(guān)緊急分斷”信號，跳開變頻器輸入高壓開關(guān)，同時停止輸出，電機停運。切換旁通柜隔離刀閘的位置，檢查系統(tǒng)正常后，可轉(zhuǎn)入工頻運行。正常運行中只要對變頻器通風濾網(wǎng)定期清掃，一般不會出現(xiàn)故障。

3)動態(tài)功率因數(shù)補償功能無功功率的增大，不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低。使用變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置后，功率因數(shù)cos漬抑1，從而減少無功損耗，增大電網(wǎng)的有功功率。

4)具有軟啟動功能改造后，啟動頻率低，轉(zhuǎn)速低，電流小且平穩(wěn)，不僅實現(xiàn)了“軟啟動”，還能節(jié)約電能。

4 綜合分析

1)提高了控制精度未改造前，當風機進行高、低速切換時，爐膛負壓波動一般在依200 Pa。使用變頻調(diào)節(jié)后，變頻通過直接控制風機轉(zhuǎn)速來控制風量，電機調(diào)整的最小幅度為吟f=依1.5 Hz，爐膛負壓變化僅為50耀80 Pa，遠比擋板調(diào)節(jié)精度高，調(diào)整方便且運行穩(wěn)定。使鍋爐的燃燒調(diào)整更加穩(wěn)定，減少了擋板調(diào)節(jié)時使爐膛負壓變化大，燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

2)改善了啟動性能由于變頻啟動時轉(zhuǎn)速很低，可以實現(xiàn)“軟啟動”，避免工頻啟動時的大電流轉(zhuǎn)矩對電機、電纜、開關(guān)及機械設(shè)備的沖擊。

3)提高了設(shè)備的安全性變頻調(diào)節(jié)無須進行頻繁的高、低速切換，取消了調(diào)節(jié)擋板，使風壓波動減小，減小了風道振動，改善了鍋爐運行的穩(wěn)定性，減輕了軸承的磨損，且還可以進行變頻、工頻切換，這些無疑提高了運行設(shè)備的安全系數(shù)。特別在這次大修后，由于甲引風機葉輪不平衡，周波達45 Hz 以上時振動大。為了減小甲引風機的振動，盡量增大乙引風機周波，使甲引風機周波運行在45 Hz 以下減少機組的振動。最終利用機組的調(diào)停機會，消除了甲引風機的振動。如果是以前未改造的設(shè)備，則要申請低谷消缺。

4)延長了設(shè)備使用壽命改造后引風機的電機運行時頻率一般為20耀47 Hz，轉(zhuǎn)速降低，電機的轉(zhuǎn)矩遠小于改造前，這樣，不僅延長電機等設(shè)備的使用壽命，而且有利于機組的長期安全運行。

5)節(jié)能效果明顯使用變頻調(diào)速后，不僅取消了擋板調(diào)節(jié)，避免了截流損失，而且電機電流隨風機負荷下降而減小，消除了低負荷時大馬拉小車的現(xiàn)象，節(jié)能效果更加顯著，節(jié)能一般在40%左右。同時也使得設(shè)備的維護工作量降低，維護費用降低，表1是改造前后引風機在不同負荷下電流變化值。

5 結(jié)語

隨著廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)日趨激烈，采用高壓變頻器對電廠高耗能用電設(shè)備進行技術(shù)改造，雖然初期投資較大，但能夠提高設(shè)備及機組的安全可靠性，降低廠用電、供電煤耗，減少機組故障帶來的隱形損失，從而提高機組的經(jīng)濟性。