文档介绍：电厂6kV、700kW引风机
变频技术改造可行性研究报告
北京中能长城控制公司
2003年3月12日
目录
概述
存在的问题
系统改造技术方案
高压变频器的基本规格
高压变频器的主要特点
运行效果及经济分析
结论
附件
6kV、700kW引风机变频技术改造可行性研究报告
概述
随着电力系统商业化运营的深入实施,火力发电厂的节能降耗工作已成为降低发电成本、提高经济效益的重要措施之一。由于发电机组的运行随电网负荷的变化而变化,而电机容量大、能耗高的辅机设备则只能按定速的方式运行,功耗无法随机组负荷变化进行调整;只能采取改变挡板或阀门开度的方式调整辅机运行工况满足随机组运行需要。因此,需要采用一种手段来及时地调节送风机、引风机、给水泵、凝结泵、循环泵等辅机主设备的运行状态,改变其运行速度、频率、电压和功率等参数;使之既满足生产要求,又可以达到节能降耗、减少因调节挡板或阀门开度而造成的经济损失。目前,实现辅机调速的重要手段之一是采用变频技术。已在工业领域广泛使用的高压变频技术既可以满足辅机负荷变化的运行要求,又可以降低设备损耗、节约电能。
引风机是火电厂燃煤锅炉送引风系统的主要设备之一。通过控制引风机入口挡板开度调节引风量,维持炉膛负压在-20~-40Pa的范围内运行。如果炉膛负压太小,炉膛容易向外喷粉,既影响环境卫生,又可能危及设备和操作人员的安全;负压太大,炉膛漏风量增大,增加了引风机的电耗和烟气带来的热量损失。因此,控制引风量大小,稳定炉膛负压值,对保证锅炉安全、经济运行具有十分重要的意义。
二、存在的问题
发电厂125MW机组,采用2台定速电动机带动引风机,靠引风机挡板的开大、关小调节引风量,以适应机组负荷变化。该系统在运行过程中存在诸多问题:
1、挡板调节造成节流损失严重;
2、在风速较大时,会产生挡板的冲击损耗;
3、挡板动作迟缓,手动时运行人员不易操作,而且操作不当会造成引风机震动;自动时,很难满足最佳品质;
4、引风机挡板执行机构为大力矩的电动执行器,故障较多,不能适应长期频繁调节,使引风系统一直不能投入自动运行;
5、引风机电机在启动时,启动电流一般为额定电流的6~8倍,因此启动机械转矩严重影响电动机的使用寿命;
6、电机容量比引风机额定出力大,这部分多余容量不能利用,白白浪费;
7、引风机运行多年,效率下降,造成锅炉运行不稳定。
8、设备维护周期短,维护量大,维修费用高。
解决上述问题,可以采用液力耦合器的方式调整引风机转速改变运行工况,但是存在安装体积大,受现场制约因素多,调速效率低,调节品质差,液压油经常泄漏,维护
量大,浪费能源等缺点。而采用高压变频调速技术则可以很好的解决铜陵发电厂引风机系统中存在的上述问题,且不受现场安装位置的限制,具有系统安全可靠,效率高,调节品质好,无污染,维护量小,节约能源等优点。
利用高压变频控制技术对引风机电机进行调速控制,实现引风量随机组负荷变化。不仅可以消除因调节挡板带来的节流损失,解决控制挡风板调节线性度差、纯滞延大等难以控制的缺点,而且还提高了系统运行的可靠性。更重要的是引风机出口风压得以控制,避免了挡板开关时风阻压差大,效率低,风道磨损、噪声大等问题;降低了系统对风道密封性能的破坏,延长设备使用寿命,维护量降低,改善了系统的经济性,节约能源,为降低电厂厂用电率提供了良好的途径。
目前国内使用的6kV高压变频器的厂家不少。通过综合技术、性能、价格比较,以美国罗宾康公司的产品性能价格比为最佳。它采用多个低压PWM逆变功率单元多重化串联的方式实现直接高压输出,从而在技术上很好的解决了高压变频器对网侧高次谐波污染问题,达到并超过了IEEE519-1992对谐波污染的最严格要求,因而又称为“完美无谐波变频器”。同时,采用多电平移相式PWM技术,使得高压变频器对驱动电机性能的要求大大降低,可以直接连接到任何品牌电动机或原有旧电动机上;采用高压速流二极管和高压IGBT等技术先进成熟的高压器件,从而使系统主回路使用的元器件大为减低,提高了系统可靠性,柜体缩小,成本减少。另外,由于系统结构的改进和先进技术的应用,高压变频器无需安装功率因数补偿装置,全程功率因数在95%以上,综合效率高达98%;无需加装电抗器和输入/输出侧滤波装置即可满足现场对谐波和电磁噪声污染以及对电机输出的正弦电压电流波形的严格要求。
三、系统改造技术方案
引风机控制改造前,炉膛压力控制系统原理如下图(a)所示。负压调节器PI接受炉膛负压信号和来自送风系统的前馈信号,综合运算后经操作器输出给驱动放大器调节引风机入口挡板开度大小,通过改变挡板前后压差控制引风量,达到稳定炉膛负压的目的。改造后,炉膛压力控制系统原理如上图(
b)所示。引风机挡板全开,不参与调