基于变频技术下的电厂锅炉节能改造策略

北极星环保网讯: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，对节能改造的策略，改造后引风机变频启动流程，以及变频改造所取得的节能效果进行分析与研究，望能够促进热电厂锅炉节能降耗目标的实现。

现阶段国内电煤价格倒挂形势日益严峻，热电厂经营面临着非常大的问题与困境。在这一背景下，如何通过节能改造的方式降低热电厂用电率以及发电成本已成为相关运营人员高度重视的课题之一。受制造技术以及设计技术、条件等因素影响，热电厂主要用电设备(如送风机、引风机、给水泵等)均属于高能耗设备。如对于引风机而言，在热电厂运行过程中其输出功率与机组负荷间的关联性较弱，既能够通过改变挡板开度的方式调整功率，节流过程中存在严重的能耗损失问题。故，针对热电厂锅炉引风机装置的节能改造势在必行。

1 工程概况

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1148661m3/h，标准风压为6625Pa，进口烟温为130.0℃。针对引风机在运行过程中存在的能耗高问题，拟通过引入高压变频器的方式对其进行节能改造。

2 节能改造实例

2.1 原系统运行

原系统中引风机启动流程为：关闭引风机出口关断挡板以及引风机入口调节挡板→启动引风机→开启引风机出口关断挡板。引风机停止流程为：关闭引风机入口调节挡板→停止引风机→关闭引风机出口关断挡板。引风机正常启动30.0s后，由入口调节挡板对炉膛负压进行自动控制(自动控制实现依据为：由控制回路输出4.0mA～20.0mA信号至入口调节挡板执行机构，以控制挡板开度，进而达到稳定炉膛负压的效果)。

2.2 改造策略

为了不影响引风机的正常启动与停止功能，变频改造并未将高压变频器作为单独设备驱动级，而是将启停逻辑集成至引风机驱动级逻辑回路中，对相应步骤的允许条件进行调整。具体策略有以下两个方面：

2.2.1 对引风机启动逻辑的修改

原引风机启动逻辑步序不做调整，在高压变频改造下于第二步中修改启动指令为“引风机在启动后先关闭6kV断路器QF，若引风机变频器处于远方控制状态，变频器处于变频状态，且变频器准备启动信号返回”，则在3.0s延时后发出变频器启动指令。此时，引风机断路器QF的闭合与高压变频器的启动间预留有3.0s的时间间隔，从而能够确保高压变频器一次端充分充电后再进入启动升速状态;

2.2.2 对引风机停止逻辑的修改

原引风机停止逻辑步序不做调整，在高压变频改造下修改允许第二步指令为“引风机停止后首先停止高压变频器，断路器QF延时2.0s后断开”。

2.3 引风机变频启动

经高压变频器节能改造后，#2炉引风机变频器的正常启动需要同时满足如下条件：

(1)变频控制指令在40%;

(2)无变频器重故障;

(3)无变频器故障;

(4)变频器电源开关QF1合闸;

(5)变频器输出开关QF2合闸;

(6)工频旁路开关QF3分闸;

(7)变频器待机指示。

以#2炉引风机A为例，变频模式下的启动流程为：第一步，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;第二步，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;第三步，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;第四步，合上A引风机高压开关，变频器上电;第五步，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;第六步，增加静叶开度，至规定的最大值(暂定80%)。

3 节能改造效果

本工程中针对#2炉引风机进行变频配套改造，改造后#2炉引风机工作状态稳定，有非常显著的节能效果。将经过变频配套改造的#2炉引风机运行情况与未经变频配套改造的#3炉引风机电机运行参数进行对比，结果如表1所示。

结合表1可见：通过对#2炉引风机进行变频配套改造的方式，引风机在正常运行过程中的机组负荷维持在恒定状态下，调节挡板开度显著提升，可达到100.0%的理想状态，且引风机电机电流有所下降，在电机电压维持恒定的条件下，电机功率显著降低，对引风机节电有重要意义。

4 结束语

高压变频调速控制作为一种全新的调速方法，近年来在大型热电厂主设备技术改造中广泛应用。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通过引入高压变频器器进行节能改造的方式，显著提高了引风机控制系统运行的灵活性以及操作简便性，并且具有降低引风机电机功率，发挥节电效益的目的，值得大力推广。

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