下载文档原格式
600MW火电机组锅炉引风机变频器改造效果分析（王滩发电公司）600MW火电机组锅炉引风机变频器改造效果分析高振华1吕长海21.河北大唐国际王滩发电有限责任公司河北唐山市 0636112.河北大唐国际王滩发电有限责任公司河北唐山市 063611摘要：文章对王滩发电公司引风机变频器改造的可行性分析及改造情况进行了阐述，并针对引风机改造前后的运行情况及运行参数，对引风机变频器改造后的运行稳定性、设备安全性和变频改造后的节能效果进行了全面的对比分析，为变频改造的可行性提供了依据。
关键词：引风机变频器改造安全稳定性经济性分析0引言0.1参数介绍王滩发电公司装机为2×600MW机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任股份公司制造，每台锅炉配置两台三分仓回转容克式空气预热器及两台成都电力设备制造厂制造的AN系列的AN37e6(V19+4)型静叶可调式轴流引风机，电动机为上海电机厂制造，其主要设计参数如下：0.2引风机能耗分析王滩发电公司＃1、2机组分别于2005年12月7日、2005年12月28日投入生产运行，投产后发现两台机组锅炉引风机容量裕度过大，在机组满负荷运行时，引风机却在额定负荷下运行，引风机长期处于低出力区域运行，明显增加了锅炉辅机厂用电耗率，影响机组的供电煤耗升高，降低了机组的经济性。
为了改善引风机的运行环境、降低机组厂用电率、提高机组的经济性，电厂与华北电力科学研究院有限责任公司于2007年3月对该厂的#1机组锅炉引风机进行了性能测试，现场测试的主要数据如下：锅炉试验典型工况引风机性能参数试验表通过引风机试验数据分析，认为王滩发电公司锅炉引风机选型过大，实际运行效率明显偏低，能耗严重偏高，对开展机组节能降耗工作产生了突出的负面影响，同时两台引风机的运行匹配也较差，给引风机的稳定运行造成了隐患。
如果进行引风机变频改造，将引风机入口静叶固定在全开角度，烟道系统阻力减小至最低限度，降低系统节流损失，提高风机的工作效率。
第39卷第10期2017年10月华电技术Huadian TechnologyVol.39 No.10Oct.2017 600M W机组引风机电机高压变频调速装置利旧增容改造黄海波(湖南华电长沙发电有限公司，长沙410203)摘要:湖南华电长沙发电有限公司2台600 MW机组4台引风机变频器冷却方式均为开式循环，运行环境温湿度偏差 大、粉尘含量过高，功率单元频繁发生故障。
2台机组风烟系统均采用“引增合1方式后，引风机电动机容量由4000 kW增加到6000k W,目前配置的4500kV •A高压变频调速装置已无法满足其正常运行要求。
为降低投资成本，提出变 频器冗余并联运行方式,提高供电系统的容量。
改造后节能率高达30% ~50% ,同时大大降低了设施设备的能耗成本 和运行成本。
关键词:600 MW机组;引风机;电机;变频调速装置;供电系统;增容改造中图分类号:TM 621.7 文献标志码：B文章编号= 1674 -1951 (2017)10 -0063 -03〇引言湖南华电长沙发电有限公司（以下简称长沙公司）为了降低机组能耗、提高资源利用率，决定对#2机组引风机电机高压变频调速装置进行利旧增容改造，规划利用现有4套4 500 kV •A高压变频调速装置并联成2套9000kV•A的高压变频调速装置实现，并将变频器冷却方式由开式循环改为闭式循环，克服变频室受外界环境的影响，提高对变频器的有效控制能力，降低变频器改造的投资成本，避免变频器受外部扰动停运对机组的影响。
1高压变频器并联驱动系统总体设计1.1系统主回路控制策略并列驱动变频器一次回路原理如图1所示，通过光纤通信方式，实现控制板件之间的高速通信，如 果A/B变频器的输出电压不同期，变频器之间会产生电流（横流）流动。
为避免一次回路操作时序不同步，发生充电冲击、能量倒灌、单机运行等异常状况。
主从机变频器的启停机、充电、工变切换等时序操作均由主机的可编程控制器（P L C)负责，从机不设计P L C控制，以保证系统操作的同步性[1]。
![14[1].黄慧民-600MW机组引、送风机高压变频技术改造](https://img.taocdn.com/s1/m/f496f44501f69e31433294c0.png)
600MW机组引、送风机高压变频技术改造黄慧民胡继承（国电蚌埠发电有限公司，）摘要：国电蚌埠发电有限公司一期工程2×600MW机组于2007年5月核建，2008年12月、2009年4月#1、2机组相继投产。
机组投产以来，厂用电率较同类型机组偏高较多。
为了降低厂用电，达到节能目的，公司引进电机变频调速技术，对引、送风机进行变频调速改造。
关键词：风机变频技术改造1引言引、送风机是火力发电厂重要的辅机设备。
引风机作用是将锅炉燃烧产生的高温烟气经除尘装置后排向烟道，送风机作用是用来给锅炉燃烧提供空气(氧气)。
国电蚌埠发电有限公司2×600MW 机组采用两台动叶可调的送风机(1500kW)和两台静叶可调的引风机(2650kW)。
送风机用来保证合理的风煤配比，从而控制烟气的含氧量和灰粉可燃物的比例；引风机则用来调整锅炉炉膛负压的稳定。
为适应电网的需要，并网机组都要参与调峰，从而机组的负荷经常变化；为了保证锅炉的燃烧和负压的稳定，需要及时调整送、吸风量和给煤量。
风量调节方式采用调节动、静叶片的方式来实现，这种调节方式截流损耗大，风机的运行效率低，特别是机组负荷率偏低时，风机运行效率就更低，造成大量的电能浪费，据统计，仅引、送风机日耗电就占机组厂用电的20%左右。
如果采用变频调速改造，将完全消除风门的截流损耗，降低机组厂用电率。
一般在锅炉风机容量设计时，单侧风机运行时具备带75%负荷运行的能力，这主要是从机组运行的安全性出发的；所以当双侧风机运行，机组带满负荷时，送引风机的设计余量在20～30%左右，动叶或静叶开度一般为50～60%，这也是从风门调节的灵敏度来考虑的。
这就为风机的变频调速节能改造造就了巨大的潜力，即使在机组满负荷运行时，也有20～30%的节电率。
锅炉风机的风量与风压的富裕度以及机组的调峰运行导致风机的运行工况点与设计高效点相偏离，从而使风机的运行效率大幅度下降。
一般情况下，采用动叶或静叶调节的风机，在两者偏离10%时，效率下降8%左右；偏离20%时，效率下降20%左右；而偏离30%时，效率则下降30%以上。
浅谈600MW机组引风机变频运行发表时间：2017-06-13T14:43:33.553Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：彭钰君[导读] 摘要：本文通过介绍西门子高压变频器在广安电厂600MW机组引风机的应用，结合引风机运行特点、变频器技术特性、控制方式变化，阐述了引风机变频改造后引风机的运行方式、启停操作、故障处理及运行注意事项，并对引风机变频改造节能效果展开分析。
（华电国际电力股份有限公司奉节发电厂）摘要：本文通过介绍西门子高压变频器在广安电厂600MW机组引风机的应用，结合引风机运行特点、变频器技术特性、控制方式变化，阐述了引风机变频改造后引风机的运行方式、启停操作、故障处理及运行注意事项，并对引风机变频改造节能效果展开分析。
关键词：引风机、变频运行、节能一、广安电厂引风机参数介绍及能耗分析1.引风机参数介绍广安电厂三期工程装机为2×600MW机组，锅炉为东锅制造，每台锅炉配置2台成都电力设备制造厂制造的AN系列的AN37e6(V13+4°)型静叶可调式轴流引风机，电动机为湘潭电机厂制造。
2.引风机能耗分析广安电厂＃61、#62机组分别于2006年12月、2007年6月投入生产运行，投产后发现2台机组锅炉引风机容量裕度过大，而机组长期处于60～70%额定负荷下运行，引风机节能空间大。
二、广安电厂引风机变频器系统介绍 2011年6月，广安电厂对#62机组A（B）引风机进行变频改造，加装西门子完美无谐波G3E型高压变频器，一次接线示意图如下：三、广安电厂引风机变频切工频时控制方式选择引风机改为变频运行后，由于考虑到引风机变频器的可靠问题而对引风机变频器设置旁路开关QF5，当变频器故障时，变频器进出口开关QF3、QF4自动断开，QF5自动合上，引风机进入工频运行，但随之而来又引发另一问题是锅炉可能因炉膛负压过大而造成灭火，因为在引风机变频运行时，为了减小节流损失而将引风机入口静置于全开位置，当引风机由变频切到工频运行时引风机处于满出力运行，势必造成炉膛压力过低，尤其在低负荷时这一现象更突出，完全有可能将炉膛拉熄火。
变频调速技术在引风机中的应用卢军/长沙民政职业技术学院摘要：简要介绍了变频调速的工作原理，并对“森兰”SB12系列变频器在火化机工况中的使用情况和效果进行了分析，同时还就其与传统的火化设备引风电机控制方法所产生的节能效益进行了详细的比较。
关键词：变频器；引风机；火化机；应用中图分类号:TM92 文献标识码:B文章编号:1006-8155(2007)04-0060-03Application of Frequency Conversion and Velocity Modulation for Wind FansAbstract:This paper introduces the working principle of frequency conversion and velocity modulation, and analyzes the operation and effect of the “Senlan” SB12 series transducer on the cremation mode condition. Simultaneously, the detailed comparison with energy-saving benefit derived from controlling methods of wind motor of conventional cremation equipment is carried out.Key words: transducer；wind fan；cremation drive；application0 引言在火化技术中，鼓风机、引风机、油泵类等设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、烟道挡板等相关设备的节流损失，以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。
随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗已成为殡葬企业降低生产成本、提高服务质量的重要手段之一。
高压变频技术在引风机改造中的应用结合济三电力有限公司超低排放改造项目，从设备选型、变频器优点、逻辑控制、调试中问题、经济性多方面进行分析和总结，针对调试中出现指令反应延迟等问题，提出了设备优化和运行方面的意见.采用高压变频技术对锅炉引风机进行调速改造后，实现了“软启停”，延长了设备使用寿命，取得了较明显的经济效益，对大容量电机变频改造具有一定的参考价值.标签：高压变频；调速；功率单元；引风机1引言济三电厂采用的是哈尔滨锅炉厂440T循环流化床锅炉，配置2台引风机，改造前电机功率为1250kW，额定电压为6kV，6kV开关为陕西宝光KYN44-12-1600A型真空开关（CT：300/5A；综保：南瑞RCS-9626CN）。
机组运行时引风量由DCS系统根据锅炉负荷自动调节开度进行控制，机组进行半干法超低排放改造后，在引风机与原布袋除尘器出口之间增加了脱硫塔及超净布袋除尘器设备，增加了阻力，同时增加了引风机能耗，因此必须对引风机进行改造，以降低能耗，提高设备运行可靠性，该变频器改造项目就是在这种背景下提出来的。
2设备选型高压变频装置选型时营关注以下几个方面：（1）可靠性.高压变频调速改造的前提是要确保机组运行的可靠性和稳定，否则节能无从谈起.因此，需要对变频器功率单元、冷却系统及故障诊断等方面进行分析和对比。
（2）输入的电压波动范围宽.电厂因备用电源投入、大容量电机直接启动等原因，有可能导致厂用电压波动较大，因此就要求变频器能够在较宽的电压范围内连续稳定运行。
（3）输出波形及对电机适用性.输出谐波对电机的影响主要有：引起电机附加发热，导致电机的额外温升，电机往往要降额使用，谐波还会引起电机转矩脉动，噪音增加。
（4）国产品牌和进口品牌.随着国内高压变频器行业的迅速发展，国产主流高压变频器在功能、可靠性等方面已经达到国际水平，在成本和服务方面则占据很大优势。
基于以上考虑，经公开评标，最后中标产品为新风光公司变频器。
600MW机组吸风机变频改造及应用摘要:分析我公司吸风机长期处于低出力区域运行的问题。
通过吸风机变频改造,降低厂用电率,获得了很好的节能效果,为吸风机变频推广提供了借鉴。
关键词:吸风机变频节能包头发电公司2×600MW机组为亚临界、中间一次再热、强制循环、单炉膛平衡通风、四角切圆燃烧、固态排渣、紧身封闭、全钢构架∏型燃煤汽包炉。
锅炉额定蒸发量2023t/h,额定主汽压力17.5MPa,额定主/再热温度541℃。
采用两台静叶可调轴流式吸风机,单台设计流量595.6m3/s、转速595r/min、轴功率2312kW、效率85.3%。
吸风机电机额定电流448A、功率3800kW。
变频器采用美国罗克韦尔自动化公司的PowerFlex 7000系列变频器产品。
吸风机变频改造前存在的问题:(1)两台机组锅炉吸风机容量裕度过大,在机组满负荷运行时,吸风机出力只有额定出力的60％～70％,其最大出力下的实际电流与额定电流之比只有0.6左右。
说明该吸风机选型裕量过大,吸风机一直处于低出力区域运行,明显增加了锅炉辅机厂用电率,使机组的发供电煤耗升高,降低了机组的经济性。
(2)吸风机在工频方式下启动时,其启动电流一般达到2600A以上、启动时间超过8s,风机启动过程中对厂用6kV母线及电机的冲击很大,降低了电机的使用寿命。
(3)吸风机采用静叶节流调节方式,节流损失大,在定压节流调节工况下产生的高、低压压头差,使吸风机压头与系统压头匹配不好,系统阻力线位于性能曲线图中失速线的上方时,风机运行不稳定性。
在非稳定区运行时,出现叶片激振,易导致疲劳断裂的隐患。
吸风机变频改造方案及运行方式:对于我公司#1、#2机组4台吸风机电机变频器改造采用高压变频技术,每台电机配置一套变频器,变频器高压供电使用原有6kV电源,每套变频器配一台隔离变压器、一个手动旁路刀闸柜。
变频器配电间配置相应容量的制冷设施实现长周期稳定运行。
如图1所示。
高压变频调速系统在600MW机组双引风机的应用
高压变频调速系统600MW机组双引风机节能
1引言
大唐华银金竹山火力发电分公司位于冷水江市，隶属于华银电力股份公司，现有#1机组、#2机组、#3机组投入运行，总装机容量1800MW，并留有四号机扩建场地。
该公司#1、#2炉采用了2台东方锅炉股份公司生产的DG2030/17.6-Ⅱ3型锅炉，其主要技术特征为亚临界参数、自然循环、双拱炉膛、中间一次再热、尾部双烟道、平衡通风、露天布置、全钢结构、全悬吊结构、固态排渣、“W”火焰锅炉，能燃烧劣质无烟煤。
锅炉分别对称配置2台动叶可调送风机、2台动叶可调一次风机和2台静叶可调轴流式引风机。
其发电机组正常运行时，锅炉的炉膛压力依靠风烟系统中的引、送风机来调整，工频情况下的调整方法是：风机正常启动后，根据锅炉的负荷情况，调节引风机的前导静叶开度以达到炉膛基本保持负压，当机组负荷达到400MW以上时，调节好A、B引风机的的电流，使其偏差在10A 以内，然后就把引风机的前导静叶设为自动，根据炉膛设定的目标压力，经过PID计算后DCS 自动给定调节引风机的前导静叶开度。
2600MW机组引风机的变频改造情况
目前大唐华银金竹山火力发电分公司的3台600MW锅炉的引风机都采用直接串工频启动，没有任何的软启装置。
由于国家节能降耗和引风机实际调节要求，经过大唐华银电力股份有限公司的领导专家对国内高压变频调速系统的技术考察，最终采用了广州智光电气股份有限公司的Zinvert-A8H4150/06Y高压变频调速装置，对其#1炉的2台引风机进行改造。
2.1 #1炉引风机电机和风机参数
#1炉引风机电机和风机参数如表1所示。
2.2 高压变频调速系统的参数配置
高压变频调速系统的参数配置表2所示。
2.3 高压变频调速系统改造方案
#1炉的2台引风机配置2台一拖一的高压变频调速系统，分别控制A、B引风机。
通过高压变频调节引风机的风量，使其满足生产需要。
高压变频调速系统改造后一次图如图1所示。
图1 高压变频调速系统一次主接线图
变频状态，刀闸K1闭合，刀闸K2打到变频位置；工频状态，刀闸K1分开，刀闸K2打到工频位置。
其中刀闸K1、刀闸K2是变频器内部手动隔离刀闸，J是变频器内部的真空接触器。
刀闸K1、K2只有在无高压、变频器停止状态和接触器J断开情况下才能手动操作。
真空接触器J在变频器送高压1s后，自动闭合。
在变频器停止，并且分断高压5s后，接触器J自动分开。
高压变频调速系统的现场运行的外观图如图2 所示。
图2 高压变频调速系统现场运行外观图
2.4 高压变频调速系统DCS逻辑和控制方式
2.4.1 高压变频调速系统DCS逻辑
（1）引风机的运行状态信号：变频状态，采用高压变频器的运行状态信号、刀闸K1、刀闸K2的变频状态节点信号相与后的信号作为引风机的变频运行信号；工频状态，采用6kV高压开关柜的合闸辅助接点和高压变频刀闸K2的工频状态节点信号相与后的信号作为引风机的工频运
行信号。
在变频状态的同时，如果高压变频的运行状态信号丢失，延时4s后没有恢复，则引风机运行信号丢失。
引风机运行信号丢失后，系统则RB保护。
（2)引风机的跳闸状态信号：高压变频的跳闸信号是由一个继电器动作，控制两个相同节点发出跳闸信号，其中一个跳闸信号直接接到6kV高压开关柜的跳闸回路中起保护跳闸作用。
另一个跳闸信号则接到后台DCS做逻辑和状态显示。
高压变频器发给DCS的跳闸脉冲信号、刀闸K2变频状态节点信号相与后的信号去触发逻辑触发器，发出高电平信号，作为备用的6kV高压开关跳闸信号。
当高压变频重新启动后，采用高压变频运行状态信号、6kV高压开关柜的合闸辅助接点信号、刀闸K2的变频状态节点信号相与后，去复位触发器的电平信号。
2.4.2 高压变频调速系统的DCS端控制方式
高压变频器的远程启动、停止、紧急停、复位操作，各状态量和频率的给定、反馈等都送到了DCS端并做到了操作画面上，可以在DCS画面上通过手动操作启、停高压变频器，频率可以手动输入或者自动PID调节两种方式给定。
自动PID给定频率的方式为：首先启动高压变频器，引风机的静叶手动调节到30%左右，2台变频器同时手动给定频率使高压变频器运行到30Hz。
然后微调频率，使A、B引风机的电流平衡（2个电流相差在10A以内，如果电流偏差太大，会造成引风机抢风，失速）后，2台高压变频器投自动（系统PID调节），随着锅炉负荷的增加，开始调节A、B引风机前导静叶开度，直到静叶开度调节到90%以上。
投入自动后，可以设置高压变频器的目标压力和频率偏差，以达到PID的准确控制。
3改造效果分析
由于#1炉在设计时，其引风机电机和风机的选型偏大，所以在选配高压变频调速系统时，是按照#1炉引风机的长期运行工况电流选配。
同时由于锅炉对煤质要求不高，只要煤的标准热量达到3000～5500大卡都可以燃烧，就造成了不同的煤质对引风机的风量要求不一样，在低煤质燃烧时，引风机的电流比较大，高煤质燃烧时，引风机的电流较小，所以#1炉的引风机对高压变频调速系统的电流变化情况和运行的稳定性提出了很高的要求。
广州智光电气股份有限公司的Zinvert系列高压变频调速系统的自有专利技术SCP抗短路技术和核心STT技术，使得设备抗干扰能力和电压、电流扰动适应力很强；同时还有完善的输入侧电压、电流和输出侧的电机综合保护对引风机的稳定运行提供了有力保障。
根据电厂内部调度，#1炉的运行负荷是一直在波动的，一般在白天的时候负荷在450MW到500MW之间，在晚上，负荷在500MW到550MW之间，运行在满负荷的时间较少。
在2009年11月11～11月20日运行期间，高压变频调速系统的运行频率和节能测试数据记录，在不同负荷下的数据如表3所示。
高压变频调速系统参数配置如表4所示。
根据大唐华银金竹山电厂内部采用的数据：电压为6.3kV，工频的功率因数为0.85，所以可以计算以上两个负荷的改造前后的节能情况：
在508.5MW负荷时，工频运行状态下引风机的功耗为：
A：6.3×209.766×0.85×1.732＝1945.55kW；
B：6.3×205.664×0.85×1.732＝1907.5kW；
高压变频调试系统改造后的变频运行状态下引风机的功耗为：
A：6.3×111.3×0.982×1.732＝1192.6kW；
B：6.3×109.6×0.982×1.732＝1174.38kW；
根据电厂的实际情况，#1炉引风机按照年运行4000h计算，按照电厂的上网电价0.4212元/kW.h计算，其年节约电费为：
A:（1945.55-1192.6）×0.4212×4000＝126.8570万元；
B：（1907.5-1174.38）×0.4212×4000＝123.5160万元；
在508.5MW负荷时，工频运行状态下引风机的功耗为：
A：6.3×248.438×0.85×1.732＝2304.23kW；
B：6.3×245.133×0.85×1.732＝2273.57kW；
高压变频调试系统改造后变频运行状态下引风机的功耗为：
A：6.3×155.9×0.982×1.732＝1670.5kW；
B：6.3×157.6×0.982×1.732＝1688.71kW；
根据电厂的实际情况，#1炉引风机按照年运行4000h计算，按照电厂的上网电价
0.4元/kW·h计算，其年节约电费为：
A:（2304.23-1670.5）×0.4212×4000＝106.7708万元；
B：（2273.57-1688.71）×0.4212×4000＝98.5372万元；
根据以上的数据可以看出，#1炉在一年中只允许167天左右的变频改造节能效果就非常的明显，如果年发电时间增加到200天，其单台变频的节约电费将增加20万元左右。
同时，#1炉运行的负荷越低，其高压变频的节能效果也就越好。
采用高压变频调速系统改造除了非常好的节电效果外，同时还带了以下的效益：
（1）缓解了由于燃烧煤质的差别造成的引风机电流波动大的情况，使得引风机的输入电流平稳的增加减少，不会大范围的突变；
（2）提高了网侧的功率因数，功率因数由工频运行时的0.85提高到了0.982，同时也提高了功率因数的稳定性；
（3）采用高压变频调速系统后，实现了电机的软启动，启动电流在450A以下，避免了电机工频启动时高达1000多安培的启动电流对电机的冲击，也避免了对电网的冲击，电机的使用寿命也得到延长；
4结束语
通过对大唐华银金竹山发电分公司#1炉的A、B引风机改造后，高压变频器的运行状态很好，控制调节方便，并且可适应不同负荷的生产需要；另外其显著的节能效果，降低了厂用电率，节约成本，也提高了市场竞争力。
\刘力谭显亮更多请访问：中国自动化网( )。
