国产高压变频器在电厂风机节能改造中的应用

韩佳楠

(哈尔滨电气国际工程有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 150021)

国产高压变频器在电厂风机节能改造中的应用

韩佳楠

(哈尔滨电气国际工程有限责任公司 黑龙江 哈尔滨 150021)

电厂辅助设备当中非常重要的高能耗设备即风机，保障风机运行的效率不仅能够使供电煤耗得以降低，还能够降低燃煤机的厂用电量。基于此，本文以实例论述了国产高压变频器在电厂风机节能改造中的应用。

国产高压变频器；电厂风机；节能改造

当前一般采取调节挡板开度方式来调节风机，而不仅会让风机始终在低效区运行，还难以保障电能的利用率。而实践证明，应用变频调速技术来改造风机系统，除了能够使电能得以节约，还能够确保更为可靠的电厂系统运行。

一、利用挡板调节风量存在的问题

第一，应用挡板对风压和风量进行调节，使大量的能力在挡板阻力上得以消耗，造成非常多的损耗；第二，调节时采用挡板，管网和风机有较大的振动，且有严重的磨损和噪声，使设备寿命得以缩短，需要投入更多的设备维护成本。经过系统的分析，十分有必要针对风机系统实行变频改造，对以往的挡板控制方式进行改变，只有这样才能够有效地减少设备维护量，使电耗得以降低，改善自动化程度[1]。

二、改造方案

针对电机系统设施存在的一些问题，根据电厂系统的特点，对12台6KV 电机实行变频节电技术改造，对高压变频的调速技术进行采用，并结合工程的需要对电机转速进行控制，从而对风量变化进行调节，这样能够取代以往挡板调节的方式，使电能损耗得以减少[2]。与此同时，可由非现性风量变化改为线性风量变化，从而确保更精确且及时地控制设备的燃烧效能，继而有效提高自动化程度，实现节能降耗的目标[3]。本次的节电技术改造要建立一座高压变频室，并对一定数量的通风系统和变频调速装置、配电设施和DCS控制系统进行增设[4]。

(一)变频器的选型

这几年较多电厂在节电技术改造时都会采用变频技术，实践证明，变频技术不仅能够保障明显的节电效果，还能够使系统安全性得以提高，降低运行风险。这次节电技术选用的是LOVOL 系列高压智能节电装置，这种变频器的组成有控制器和功率单元以及移相变压器，其采用的是模块化设计，有多种优点，包括低噪音和维修简单、谐波含量小和互换性好等优点，不会造成电机转矩脉动[5]。

(二)电气改造的方案

由于是一拖一自动的旁路控制，因此能够进行自动的工频和变频切换。在节电器中，旁路柜增设了隔离刀闸，这样当节电器脱出且电机在旁路运行时，能够有效地对节电器进行故障处理以及维护。两个高压隔离开关和三个真空接触器是旁路柜主回路的主要配置[6]。

(三)系统的控制方案

1.本地控制

对电位器旋钮和控制柜上按钮以及系统控制器键盘进行利用，实现就地控制。

2.远程控制

DCS连接变频器，实现数据通讯，这样相关人员借助DCS系统画面就能够实时的监控变频器的故障信息和运行状态以及工作电流。

(四)系统的散热方案

移相隔离变压器以及大功率的高频开关元件组成了变频器，由于设备自身有非常大的发热量，运行环境的湿度以及温度能够对功率元件和设备的使用寿命以及稳定性产生直接的影响，为了确保变频器可长时间可靠且稳定的运行，可对室内空调的冷却方式进行采用，使设备对湿度以及温度的要求得以满足。

三、分析变频改造的效果

(一)节电的效果

在节电改造之前，设备正常工况下，二次风机的平均开度在百分之三十五到百分之四十五左右，而引风机挡板在百分之七十到百分之八十左右。由于以往采用的挡板调节控制方式较为落后，因此需要较多的用电量，同时还会对机组经济运行质量产生一定的影响，而通过对引风机实行节电改造，降低了原本的工频电流，也有效地提高了功率因数。风机经过变频改造之后，从运行的实际情况来看，可以使加减风速率和风量以及风量的要求得以满足。另外，变频改造之后的风机运行之后的一年，相关数据表明总计节电量达到了280万KWh，相比于挡板调节的控制方式，其有非常显著的节能效果以及高的节能率，并且能够有效地改善电机的控制操作和运行调节以及启动。

(二)其他的一些效果

第一，利用变频调速控制之后，不仅使电机效率得以提高，还有效地使生产工艺的要求得以满足。第二，变频装置当中的直流电抗器能够对功率因数起到很好的改善作用，同时能使有功功率得以提高，线路以及设备的无功损耗得以减少。第三，达到了电机软启动的目的，能够防止冲击电网，使设备使用寿命得以延长，保障了系统可靠性。第五，能够避免磨损轴承以及风机叶片，使大修周期得以延长，减少维修的费用，能够有效防止管网振动噪声影响到环境。第五，由于变频器有多种自动的保护功能，因此能够有效地保障系统的可靠性以及安全性。第六，变频器能够实现变频和工频的自动切换，当变频器有故障发生时，其运行时就会自动切换到工频，而且变频调速控制系统在对故障进行检修以及维护时，能够保障正常的工频控制系统运行。第七，能够让主控室DCS系统连接到高压的变频装置，使实时性要求得以满足，同时能够判断以及分许运行的各种数据，从而有效地提升电厂的工作效率。

四、结束语

在企业当中有非常多的高耗能设备，而通过变频调速技术实行节能改造能够起到非常不错的节能效果，变频器在实际的运行当中，不仅能够稳定正常运行，而且不会受到环境过多的影响，可以说这样的调速控制方式非常有效，并且能够带来较多的社会效益以及经济效益，推动企业的可持续发展。

[1]刘斌,张登山,Stephan Bnsse等.西门子新一代多功能型模块化多电平高压变频器[J].电气传动,2016,46(4):22-25.

[2]吴子安,蒋红斌,宋鹏俊等.高压变频器在制氢装置鼓引风机上的应用[J].化工自动化及仪表,2013,40(8):1050-1052.

[3]张亮,陈国栋.有源前端级联型多电平高压变频器的矢量控制技术[J].电机与控制应用,2013,40(6):57-59.

[4]刘振东,王延生,穆慧灵等.Modbus-Profibus网关在高压变频器远程监控系统中的应用[J].电气传动,2013,43(3):58-60.

[5]郑征,崔灿,张朋等.基于模块化多电平换流器的新型高压变频器拓扑及其控制[J].煤炭学报,2014,39(10):2128-2133.

[6]竺伟,王永红,陈应敏等.国产化高压变频器在天然气长输管线高陵压气站的应用[J].电气传动,2014,44(8):3-6.

韩佳楠(1985.5-)，男，辽宁人，哈尔滨电气国际工程有限责任公司，机械工程师，大学本科。