电厂节能改造中高压大容量变频器的应用

鲁亚雄++邱振宇

摘 要

本文以河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组引风机变频节能配套改造的实例为研究对象，在对引风机进行节能改造的过程中尝试引入高压大容量变频器，经证实高压大容量变频器对引风机节能改造效益的提升有积极作用，值得引起各方重视。

【关键词】电厂 节能改造 变频器

近年来，随着国家对能源需求的不断增加，大众对于环境保护以及能源节约的重视程度也不断提升，对节能型社会的构建理念已经深入人心。热电厂作为能耗巨大的单位之一，如何在保障自身运行的前提下尽可能的降低能耗量已成为各方人员高度重视的课题之一。除采用大容量、高参数发电机组提高火电厂工作效率，降低能耗水平以外，变频配套改造已成为热电厂节能的重要手段之一。

1 变频调速基本原理

变频调速器自电网系统接收工频50.0Hz交流电，经过强制变换处理的方式将所输入工频交流电转换为频率、幅值可调节的交流电，并输出至交流电动机，支持交流电动机变速运行功能的实现。在变频器将工频交流电转换为可变频交流电输出的过程中，电动机额定电压、额定电流、额定容量、以及起始转速等关键参数均输入变频器内，具有可控整流以及可控逆变的特点。在变频调速系统正常启动后，输入系统内的工频电强制转换为与所需要频率一致的交流电输出，在达到预定起始转速后实现频率的稳定增长。在热电厂节能改造中，通过对变频调速器的应用，能够在各种工况下实现电动机与负荷的最佳匹配，从而具有良好的节能效果。

2 工程实例

河北华电石家庄鹿华热电有限公司2*330MW空冷供热机组于2013年10月针对2#炉A、B两台引风机进行变频节能改造。引风机型号为YA15248-2F，结构型式为静叶可调轴流式，由成都电力机械厂生产提供，额定功率为2600kW，额定电压为6000V，额定电流为292A，工作状态下引风机额定转速为980r/min，机组按照2台/炉标准配备，风量为1148661 m3/h。由于引风机容量大，在负荷相对较小的季节对引风机电机进行变频调速改造，不更改引风机、泵本体、风道管道部位。改造所使用变频器为高压大容量变频器，变频器型号为ASD6000H-G200，由国电南京自动化股份有限公司提供。

3 高压大容量变频器改造实践

本工程中引风机正常工频启动流程为（以2#炉A引风机为例）：第一步，确认A引风机高压开关、A引风机变频器电源开关QF1和变频器输出开关QF2在分闸位置；第二步，在A引风机变频操作画面上合上A引风机工频旁路开关QF3；第三步，A引风机满足启动条件后，合上A引风机高压开关。

高压大容量变频器改造过程中对引风机原工频控制回路不做变动，增加变频控制装置以及工频/变频切换回路。在引风机需要采取变频运行模式时，变频器输入隔离刀闸K2以及输出隔离刀闸K3正常合上，旁路隔离刀闸K1断开，此状态下引风机的启动/停止以及转速控制均通过所投入高压大容量变频器实现，同时可满足风量调节的要求。若变频线路发生故障，在引风机工频运行状态下，旁路隔离刀闸K1合上，变频器输入隔离刀闸K2以及输出隔离刀闸K3均断开，由原工频系统实现对风机启动/停止以及转速控制。在变频调速运行过程中，隔离刀闸K1、K2、K3以及电源开关QF1实现机械联锁以及电气联锁功能，避免引风机在各种运行工况下出现误操作的问题。

在投入高压大容量变频器后，引风机（以2#炉A引风机为例）的变频启动步骤为：

（1）确认A引风机高压开关、A引风机工频旁路开关QF3在分闸位置；

（2）在A引风机变频操作画面上合上A引风机变频电源开关QF1和A引风机变频输出开关QF2；

（3）将A引风机变频器控制指令置40%，确认A引风机静叶位置为0； 确认A引风机其他启动允许条件满足；确认引风机变频上电允许发出；

（4）合上A引风机高压开关，变频器上电；

（5）DCS画面上点击启动A引风机变频器按钮，观察变频器的转速反馈信号逐步增加至起始转速，观察变频发出“变频运行”信号。此过程中观察变频输出电流是否正常，观察变频是否有“报警”及“故障”信号发出；

（6）增加静叶开度，至规定的最大值（暂定80%）。

引风机（以2#炉A引风机为例）的变频停止步骤为：

（1）将待停引风机变频控制切除自动并逐渐降低指令至40%；

（2）把静叶开度降到0；

（3）点击停止变频器按钮，停止引风机，观察引风机转速反馈是否正常下降，直至降到0；

（4）风机转速降至0后，“变频运行”信号消失，“运行就绪”发出。如此时需重新启动风机，按照变频启动风机的步骤进行操作；

（5）变频器运行信号消失后，在画面点击断开引风机高压开关，确认引风机高压开关已经处于断开状态。确认停运引风机的出入口挡板及静叶已联锁关闭。当变频器反馈未下降到0，风机未完全停止转动时，变频器运行信号未消失，若断开变频器高压开关，将引发变频器重故障报警，再次启动需要对变频器就地复归，且损害变频器元件寿命；

（6）断开引风机变频器电源开关QF1和变频器输出开关QF2。

4 结束语

随着高压变频技术的不断发展，变频调速技术在电力行业重要辅助机械设备上的应用不断拓展。热电厂引风机通过投入高压大容量变频器节能改造的方式取得了显著的经济效益，是未来本行业节能改造技术发展的主要方向。

参考文献

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