電廠脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)應(yīng)用高壓變頻器
| ，當(dāng)處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過(guò)原煙氣壓力手動(dòng)設(shè)定值與實(shí)際原煙氣壓力的偏差進(jìn)行pi調(diào)節(jié)。 4.3.6變頻切換至工頻的控制策略變頻切換至工頻有自動(dòng)/手動(dòng)兩種方式，就地變頻器發(fā)“重故障”跳閘后自動(dòng)切換至工頻旁路;手動(dòng)切換可由dcs發(fā)出指令，也可通過(guò)就地變頻器面板手柄操作。當(dāng)變頻切換至工頻指令發(fā)出后，判斷風(fēng)機(jī)在變頻運(yùn)行狀態(tài)，立即停止變頻器輸出，自動(dòng)斷開(kāi)qf1、km1變頻開(kāi)關(guān)，延時(shí)3s發(fā)“變頻停止”信號(hào)、合qf2工頻開(kāi)關(guān)。這樣，一方面減小工頻投入時(shí)的沖擊電流，同時(shí)風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度在變頻器跳閘同時(shí)開(kāi)始逐步關(guān)閉到鍋爐風(fēng)量對(duì)應(yīng)的增壓風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度并投入自動(dòng)，減小了工頻投入時(shí)原煙壓力及鍋爐爐膛負(fù)壓的波動(dòng)。 4.3.7工頻切換至變頻的控制策略 工頻切換至變頻只能通過(guò)dcs手動(dòng)方式進(jìn)行，dcs發(fā)出“工頻切換至變頻”指令后，判斷工頻開(kāi)關(guān)qf2在合閘狀態(tài)，立即啟動(dòng)變頻器，變頻器開(kāi)始低壓充電，延時(shí)4.7s斷開(kāi)qf2開(kāi)關(guān)，5s充電完畢，自動(dòng)合入qf1、km1變頻開(kāi)關(guān)，變頻器開(kāi)始輸出。 在工頻切換至變頻操作時(shí)，原擔(dān)心在風(fēng)機(jī)惰走期間失壓，導(dǎo)致原煙氣壓力反正，為此在邏輯中增加了增壓風(fēng)機(jī)靜葉自動(dòng)打開(kāi)60%的指令，但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)此項(xiàng)改進(jìn)有些多余，增壓風(fēng)機(jī)惰走需要3min，沒(méi)有發(fā)生預(yù)想中的失壓現(xiàn)象導(dǎo)致變頻器啟動(dòng)后抽吸力過(guò)大，旁路擋板保護(hù)動(dòng)作的情況。因此在熱態(tài)試驗(yàn)中取消了打開(kāi)增壓風(fēng)機(jī)靜葉指令。當(dāng)工切變操作指令發(fā)出4s內(nèi)直接保持切換前增壓風(fēng)機(jī)靜葉開(kāi)度。 5 增壓風(fēng)機(jī)變頻改造的效益分析 通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)變頻改造理論分析及電力系統(tǒng)多個(gè)電廠風(fēng)機(jī)變頻改造項(xiàng)目實(shí)施后的效益分析來(lái)看，風(fēng)機(jī)節(jié)電率一般在30％－40％之間，具有良好的直接經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)際測(cè)量增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)如下:機(jī)組負(fù)荷200mw，增壓風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行，母線電壓6.15kv，電流156a，功率因數(shù)為0.75，電機(jī)實(shí)際功率1246kw;增壓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，運(yùn)行頻率為35hz，靜葉檔板開(kāi)度為100%，母線電壓6.15kv，電流71a，功率因數(shù)為0.97，電機(jī)實(shí)際功率733kw;電機(jī)功率減小513kw。按照增壓風(fēng)機(jī)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)為7200h，節(jié)省電量大約為3693600kw.h,電價(jià)按照上網(wǎng)電價(jià)0.40元/kw.h，則一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)變頻改造的收益約為147.7萬(wàn)元，大約2年能夠收回投資。 6 增壓風(fēng)機(jī)變頻改造應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題 6.1工頻旁路閉鎖設(shè)計(jì) 為保證脫硫系統(tǒng)運(yùn)行可靠性必須設(shè)置自動(dòng)工頻旁路，但設(shè)計(jì)中必須引起重視的問(wèn)題就是防止工頻、變頻出口開(kāi)關(guān)由于誤操作而并列運(yùn)行，兩個(gè)不同頻率的系統(tǒng)并列運(yùn)行將造成整個(gè)變頻系統(tǒng)的損壞。 為此，除了在dcs自控程序、變頻器plc程序中需判斷并采用工頻、變頻運(yùn)行狀態(tài)閉鎖及開(kāi)關(guān)位置狀態(tài)閉鎖，還應(yīng)在工頻、變頻出口開(kāi)關(guān)的操作回路中采用硬接線閉鎖。即km1開(kāi)關(guān)在qf2開(kāi)關(guān)分閘狀態(tài)才允許合閘，當(dāng)qf2開(kāi)關(guān)在工作位置合閘狀態(tài)則直接跳km1開(kāi)關(guān);對(duì)qf2開(kāi)關(guān)則反之。6.2變頻系統(tǒng)保護(hù)配置 從高壓變頻系統(tǒng)繼電保護(hù)的配置與定值整定分析可知，在工頻運(yùn)行情況下，電動(dòng)機(jī)及出線電纜的保護(hù)由qf2的保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn);在變頻運(yùn)行情況下，電動(dòng)機(jī)作為高壓變頻器的負(fù)荷與廠用母線隔離，電動(dòng)機(jī)及出線電纜的保護(hù)轉(zhuǎn)由高壓變頻系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn);變頻器各功率單元分別由移相變壓器低壓側(cè)各獨(dú)立的三相繞組供電，各繞組的保護(hù)由功率單元實(shí)現(xiàn);移相變高壓側(cè)繞組及進(jìn)線電纜的保護(hù)則由qf1保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。而母線側(cè)電源開(kāi)關(guān)作為工頻、變頻運(yùn)行工況均需投運(yùn)的設(shè)備。其保護(hù)配置只需要考慮母線側(cè)出線電纜短路、接地故障，同時(shí)作為移相變、電動(dòng)機(jī)保護(hù)的后備保護(hù)，在qf1、qf2開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的情況下保護(hù)動(dòng)作跳閘。 母線電源開(kāi)關(guān)保護(hù)定值一般按照電動(dòng)機(jī)來(lái)整定，定值在不同運(yùn)行方式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，使得變頻運(yùn)行時(shí)保護(hù)靈敏度很難滿足要求，尤其對(duì)于配備縱差保護(hù)的電機(jī)，變頻工況需要退出該保護(hù)，否則易誤動(dòng)。所以，若采用自動(dòng)工頻旁路設(shè)計(jì)，建議采用圖3系統(tǒng)配置，若采用手動(dòng)工頻旁路設(shè)計(jì)，則在設(shè)備投運(yùn)前必須注意將微機(jī)保護(hù)裝置根據(jù)工頻、變頻運(yùn)行工況進(jìn)行保護(hù)的投退及其定值區(qū)的切換。 6.3變頻器瞬停保護(hù)設(shè)計(jì) 由于機(jī)組6kv廠用母線均帶有給水泵電機(jī)，大機(jī)組給水泵電機(jī)功率相當(dāng)大，一般在5000kw以上，在給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)，母線電壓均跌落至80%以下，根據(jù)泵啟動(dòng)后帶負(fù)荷的情況，電壓跌落持續(xù)時(shí)間可能維持10~20s，因此變頻器瞬停保護(hù)對(duì)保證風(fēng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)行非常重要。 電壓型變頻器功率單元由于有大容量的高壓電容器作為整流濾波環(huán)節(jié)，而該電容具有一定的儲(chǔ)能作用，在輸入完全掉電情況下能夠維持輸出一段時(shí)間，在裝置內(nèi)濾波電容越大、負(fù)荷運(yùn)行頻率越低、輸出功率越小則可維持的時(shí)間越長(zhǎng)。一般變頻器可承受-30％電源電壓下降和5個(gè)周期電源喪失。具體瞬停(低電壓)時(shí)間根據(jù)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)頻率特性、電機(jī)最低運(yùn)行頻率來(lái)計(jì)算確定。 變頻器動(dòng)力電源瞬時(shí)斷電再上電一般有兩種不同情況，如果斷電時(shí)間在100ms(即5個(gè)周波)之內(nèi)，沒(méi)有任何影響，變頻裝置連續(xù)運(yùn)行;如果斷電時(shí)間在100ms～“瞬停(低電壓)時(shí)間”之內(nèi)，變頻器發(fā)“輕故障”信號(hào)，執(zhí)行瞬停重啟過(guò)程。如果斷電時(shí)間超過(guò)瞬停(低電壓)時(shí)間，變頻器發(fā)“重故障”信號(hào)，在“變頻運(yùn)行”信號(hào)延時(shí)保持時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)切換至工頻旁路;若超過(guò)保持時(shí)間，則不再切換至工頻，風(fēng)機(jī)停運(yùn)。 6.4增壓風(fēng)機(jī)、電機(jī)軸承潤(rùn)滑問(wèn)題 由于增壓風(fēng)機(jī)為低轉(zhuǎn)速、低壓頭、大流量風(fēng)機(jī)，軸徑較大，電機(jī)極對(duì)數(shù)多為10、12極，因此在調(diào)試中有兩個(gè)問(wèn)題需要注意:一是工頻切換至變頻時(shí)，盡可能減小電機(jī)惰走時(shí)間，防止變頻器投入時(shí)過(guò)流而跳閘。在原設(shè)計(jì)中，工頻開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后1s再投入變頻器，后調(diào)整為0.3s。二是變頻器最低頻率限制應(yīng)根據(jù)風(fēng)機(jī)、電機(jī)軸承潤(rùn)滑方式所決定的低轉(zhuǎn)速情況下軸承潤(rùn)滑能力來(lái)確定。風(fēng)機(jī)及電機(jī)采用脂潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑能力受電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響相對(duì)較小;若采用油潤(rùn)滑方式，特別是油環(huán)潤(rùn)滑將會(huì)因電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，油環(huán)帶油情況明顯變差，使得軸承無(wú)法良好潤(rùn)滑，軸承溫度升高;若采用壓力供油潤(rùn)滑，靠潤(rùn)滑泵的壓力向軸承供油，將從軸承流出的潤(rùn)滑油回收到油池循環(huán)使用，則能有效解決低轉(zhuǎn)速下軸承潤(rùn)滑問(wèn)題。 7 結(jié)束語(yǔ) 總的來(lái)看，增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造是可行的，它可以提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了機(jī)組脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，同時(shí)還能取得良好的節(jié)能效果，但改造中應(yīng)針對(duì)增壓風(fēng)機(jī)在脫硫工藝系統(tǒng)中的運(yùn)行特點(diǎn)，注意相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，采取相關(guān)對(duì)策以確保變頻改造的成功。 |
