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火电厂引风机变频调速技术改造.pdf
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1、运行与维护 Running and Maintenance 104 今日制造与升级 2023.8引风机是火力发电机组的重要组成部分,运行时要消耗大量能源。使得整个火力发电机组能耗量居高不下,不符合现代社会可持续发展的要求。因此,火电厂需要采取变频调速的方式对引风机进行改造,以降低引风机的能耗量,提升整个机组的节能水平。1 变频调速原理不同工况下风机运行特征曲线如图1所示,其中,曲线1表示全速工况下,风机风压 H 与风量 Q 的关联性;曲线2表示风门全开工况下,管网的特征曲线。曲线1与曲线2相交处,为自然运行时的工况点,其中风压用 H1表示,风量用 Q1表示。整个火力发电机组运行过程中,炉膛内的
2、负压在不断改变,因而需要实时调节风量,这时,将风量调节为 Q2。对于传统控制方法来说,主要是根据 Q2值,适当对当班开度予以调节,使曲线2变成曲线3。这时,曲线3与曲线1在 B 处相交,即可推导出风量 Q2,但风压会提升到 H2;将风机特征曲线调节成曲线4,使其与曲线2在 C 处交汇,即可推导出风量 Q2,且风压减少到H3。处于 A、B、C3个工况点,若风机、电机与机械传递系统的效率完全相同,则可以发现风机功率 PA、PB、PC与风量、风压存在正相关关系,即图1中所示的矩形面积,PA对应的是 AH1OQ1,PB对应的是 BH2OQ2,PC对应的是 CH3OQ2。观察图像能够发现,CH3OQ2面
3、积最小,而AH1OQ1面积最大,相对于通过风门调节来说,对风机转速调节所消耗的能量明显更低。2 某火力发电机组概述本研究选择某火力发电站1号机组作为研究对象,介绍引风机变频调速技术改造。该发电机组主要由锅炉、除尘器、制粉系统、冷却水系统、常用压缩空气、引风机和变频器等构成。其中,引风机采用静叶可调轴流式风机,按照垂直进风、水平出风的方式水平布置;机组共配置2台风机。引风机运行时,通过6kV 电机驱动。3 火电厂引风机变频调速技术改造方案3.1 引风机配置根据某火力发电机组运行需求,共布置了2台风机(1号与2号),并列工作,每台风机的功率均是1800kW。其中,1号风机与主厂房6kV 的 IA
4、段连接到一起,2号风机与主厂房6kV 的 IB 段连接到一起。3.2 引风机变频改造3.2.1 一次接线改造在2台引风机线路中均安装1台高压变频器,利用主厂房对应的电源向引风机及变频器提供驱动力。改造之后,采用变频控制时,通过对开关 QS2的控制,将6kV 电压经过高压断路器传输给变频器,之后通过开关 QS3的控制,将电压传输给电机;采用工频控制时,以断路器为媒介,由开关 QS1将6kV 电压直接传输给电机。变频器出现故障摘要文章介绍变频调速基本原理,以及火电厂引风机变频调速技术改造方案和变频器的选择。以此为基础,通过实例分析,对改造方案应用效果进行验证。通过验证发现,利用该方案对引风机改造后
5、,能够显著降低能源消耗量。关键词火电厂;引风机;变频调速;技术改造中图分类号TM621.7 文献标志码A火电厂引风机变频调速技术改造蔡德春(国家电投集团协鑫滨海发电有限公司,江苏盐城224500)?H?H?Q?CABQ?H?O图1 不同工况下风机运行特征曲线运行与维护 Running and Maintenance 2023.8 今日制造与升级 105后,自动断开 QS2与 QS3,并将 QS1闭合,使电机正常运行。为避免出现误操作,在旁路柜中,隔刀应进行闭锁设计。改造后电路如图2所示。断路器QF6kV高压变频器QS1QS2QS3MQS1变频器旁路开关;QS2变频器进线刀闸;QS3变频器出线刀
6、闸图2 一次接线改造后的电路3.2.2 二次接线改造原开关柜中分别安装了2个综合保护元件,一个是 WDZ-5232,用于向电机提供综合保护,另一个是WDZ-5231,用于电机的差动保护。本次改造中,主要是更换个保护元件,其中,前者更换为 WDZ-5237,后者更换为 WDZ-5234,其他保持不变。3.3 变频器室布置对于原高压变频器来说,包含进线柜、变压器柜等多个部分,体积较大,且还要布置风道,各变频器室应保持独立,对室内要求较高等,在一定程度上影响整个机组的运行。针对这一情况,本次改造过程,选择引风机房的后方,构建新的变频器室,用于变频器等设备的放置。3.4 变频器电缆布设改造后,电机的功
7、率是1800kW,电流在216A 左右,原电缆符合要求,无需更换。但需要在进线柜与电机之间,利用 kvvp2-22电缆进行连接。此外,为了提升整个系统的安全性,应对电缆布设方式予以优化,即在新变频器室当中适当位置处,挖掘出高1000mm、宽1000mm 的电缆沟,以此用于电缆的布设。4 变频器选择4.1 核心技术指标目前,电力领域有多款变频器,通过横向对比,该项目采用 ASD6000U-1800变频器,其主要技术指标及参数见表1。表1 变频器主要技术指标及参数指标参数或规范电源连接标准电压三相 6kV频率区间(Hz)45 55电压区间(%)+10,-30功率位移因数 0.96电机连接过载承受水
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