动力源HINV—AMCX10/350B高压变频在锅炉引风机改造中的应用

张明生

摘 要：文章介绍了高压变频器在锅炉引风机改造中的应用，通过对高压变频器的工作原理说明以及高压变频器和传统控制方式的对比，阐述了高压变频器的优点。

关键词：高压变频器；引风机；应用

1 概述

在锅炉设备中引风机是主要的耗电设备，我厂35T锅炉引风机原设计采用高压柜直接启动，风机的流量控制是通过调节挡板的开度来实现的，很大一部分消耗功率在挡板的位置，做无用功，从而造成电能的损耗，其有很大的节能潜力，随着企业节能降耗的要求，采用高压变频器来实现变频调速，减少了启动对电机冲击及设备磨损，可靠性高，维护量少，调节精度高。我厂通过使用动力源HINV-AMCX10/350B高压变频器对引风机进行改造，降低生产电耗，提高经济效益。

2 HINV-AMCX10/350B高压变频器工作原理

HINV-AMCX10/350B高压变频器由10kV高压断路器柜、各个功率单元柜、移相变压器柜，低压控制柜，四部分组成，其中10kV高压断路器柜由用户方提供；移相变压器前端配有工频和变频切换开关用以选择是采用直接启动，还是采用变频器启动，以便变频器有故障时采用直接启动，不影响生产。低压控制柜采用UPS供电，内部装有DSP系统控制器和西门子200PLC，留有和DCS控制系统的接线端子，达到自动控制电动机转速，低压控制柜外部表面安装了昆仑通态触摸屏，所有监控参数都显示在触摸屏上，并可以在触摸屏上进行操作，出于安全考虑设置有密码；移相变压器柜内装10kV移相变压器，移相变压器柜面板上装有温度控制器，可以设定控制的温度，显示有实际温度，当实际温度高于设定温度时，柜顶部散热风机会自动启动进行抽风散热，低于设定温度时自动停止。

10kV高压断路器柜所送的高压电经过10kV移相变压器后分组输出，为功率单元供电，功率单元经过整流滤波后输出。功率单元共分为均等的三相电压经过高压电缆接到高压电动机，各个功率单元设有故障旁路开关，当发生故障时系统可以自动进行切除，在不停机的情况下防止事故扩大。

输入侧采用移相整流变压器供电，根据串联级数不同，构成多重化整流方式，无需用户另外加装谐波制理装置。设备对高压电力线路基本上无谐波干扰，保证用户10kV电网稳定。输入功率因数高，无需加装功率因数补偿装置。输入移相变压器采用H级绝缘设计。输入侧具有浪涌保护功能，可避免操作过电压的危害。

输出采用多电平PWM控制方式，电压和电流输出稳定。电机谐波损耗小。电机转矩脉动小，对机械设备的应力可达到最小程度。无明显电动机噪声。电动机不需降额使用，可以应用于新的或原有电动机，减少直接启动对电动机冲击的损害，实现了转速的线性调节。

3 引风机电机参数及改造方案

引风机参数

型号：YRKK450-6 额定功率：250KW 额定电压：10000V

转速：985r/min 功率因素：0.87 额定电流：18.5A

变频器改造方案根据实际运行情况， 结合安全、 经济、 适用的原则， 既可以采用变频启动，也可以在变频器发生故障的情况下用原来方式启动，增强系统的可靠性，变频器主回路接线图如图1所示。

QS1为电动机变频隔离开关，QS2为电动机变频隔离开关，QS1与QS2互锁。可使变频在有故障的情况下工频旁通。高压输入电源线连接到旁路柜进线端子；电机线连接到变频器旁路柜输出线端，并注意相序，使变频、工频两种不同运行方式时电机转向一致；提供的380VAC（三相四线）低压电源线连接到控制柜的接线端子，为变频器控制系统供电。变频装置控制电源正常为交流220V，通过UPS后进行供电。变频器正常运行时，操作人员可以通过DCS控制系统根据炉膛负压用PID自动调节变频器输出，从而调节电动机转速，也可以在DCS系统上直接以手动方式直接输入引风机速度给定。变频器会自动调节至用户给定的转速。

4 引风机采用变频后的效果对比

未使用变频器前，引风机以额定转速运行，锅炉负荷的变化对引风机转速没有任何影响，主要通过调节风门的开度来进行负荷变化调整。对电能消耗大，基本上达不到节能的目的。而且调节不准确，很难实现自动调节，使用高压变频器后。将高压变频器的信号传入DCS控制系统，通过DCS系统的内部PID模块运算，将设定的锅炉负力和实际测量的负压进行比较，自动调节输出引风变频器的频率，平稳地改变电机的转速，使锅炉负压稳定在操作人员所设定的值，提高锅炉运行的效率，减少了引风机的电能损耗，引风机自动调节的实现也减少了操作人员的劳动强度，避免了人员的误操作。自变频器投运以来，电动机所消耗的电能明显减少，节能效果在锅炉实际负荷低于设计负荷时尤其明显，我厂高压变频器投运后，锅炉满负荷运行时引风机电流由18.5A降为12A，不算锅炉低负荷时运行影响，大概比工频运行平均每小时节省电耗56.55KW.H，每度电按0.4元计，每年按300天，运行小时数按7200小时计，年可节约电量407160kwh，年节电费16.28万。因此，锅炉引风机高压变频器改造项目节能效果相当明显。

5 结束语

从2013年改造使用以来，没有发生过因高压变频器故障导致停炉的事故，这足以证明，高压变压器具有较高的可靠性。高压变频调速控制作为一种高压电机的调速方法，实现了自动控制，降低了操作人员的工作强度，高压变频器在锅炉引风机中的应用取得了良好的经济效益，节约电能，降低了设备损耗，锅炉引风机采用变频调速改造后，对电机、高压开关等设备冲击大大减少，节省这些设备的维护费用。

参考文献

[1]HINV系列高压变频器技术手册[S].北京动力源科技股份有限公司.

[2]徐甫荣.高压变频调速技术应用实践[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]张永惠.我国高压变频调速技术的发展[J].变频器世界，2004.