高壓變頻器在鍋爐引風(fēng)機(jī)改造中的應(yīng)用

1、2010年第4期中州煤炭總第172期高壓變頻器在鍋爐引風(fēng)機(jī)改造中的應(yīng)用張鋒濤,孫利峰2(1.河南煤業(yè)化工集團(tuán)煤氣化公司,河南鄭州450001;2.河南煤業(yè)化工集團(tuán)煤氣化公司義馬氣化廠,河南義馬472300)摘要:為節(jié)約電能,減少檢修費(fèi)用和時(shí)間,延長(zhǎng)鍋爐引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的使用壽命,義馬氣化廠采用高壓變頻器對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。介紹了引風(fēng)機(jī)高壓變頻改造的必要性和實(shí)施方案,闡述了引風(fēng)機(jī)變頻改造后的效果,對(duì)類似情況下的高壓變頻改造具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:高壓變頻器;引風(fēng)機(jī);鍋爐中圖分類號(hào):TM921151文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-0506(2010)04-0045-02ApplicationofH

2、ighVoltageInverterinTransformationofBoilerIDraftFanZhangFengtao,12(1.HenanCoalGasCo.,Ltd.,HenanCoalIndustry.,L.450001,China;2.YimaGasificationPlant,HenanCoalGasCo.,LmistryGroupCo.,Ltd.,Yima472300,China)Abstract:Foreconomizingexpenseandtimeofmaintenanceandprolongingtheservicelifeofthein2duceddraftfan

3、andthemaonPlanttransformeddraftfantheboilerbyhighvoltageinverter.Thispaperintroducedthenecessityandimpleplan,andhasconfirmedtheeffectoftransformationoftheboilerinduceddraftfanbyhighvoltagein2verter.Itissignificativeinguidingtransformationofhighvoltageinverterinfuture.Keywords:highvoltageinverter;ind

4、uceddraftfan;boiler義馬氣化廠于1997年4月開(kāi)工建設(shè),2001年2月建成投產(chǎn)。經(jīng)過(guò)近幾年建設(shè),生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到日產(chǎn)3凈煤氣264萬(wàn)m,聯(lián)產(chǎn)甲醇24萬(wàn)t/a。義馬氣化廠現(xiàn)有3臺(tái)130t/h煤粉鍋爐和2臺(tái)135t/h循環(huán)流化床鍋爐,用于生產(chǎn)高、低壓蒸汽并發(fā)電,發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量419萬(wàn)kW。2改造方案針對(duì)引風(fēng)機(jī)特點(diǎn),引入高壓變頻器可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。為此,義馬氣化廠使用高壓變頻器對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。211高壓變頻器的選擇需改造的2臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)參數(shù)為:額定功率1120kW,額定電壓6kV,額定電流13312A,額定轉(zhuǎn)速990r/min,功率因數(shù)0186。根據(jù)電壓、電流等參數(shù)

5、,選用HARSVERT2A06/135型高壓變頻器,其性能指標(biāo)為:額定容量1400kVA,額定輸入電壓(6±011)kV,輸出電壓06kV,輸出電流135A,輸出頻率精度011%,環(huán)境溫度-1050,變1鍋爐引風(fēng)機(jī)改造的必要性鍋爐引風(fēng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)為交流電動(dòng)機(jī),為滿足其最大運(yùn)行工況的需要,電動(dòng)機(jī)容量按最大需求選取。引風(fēng)機(jī)在定速運(yùn)行時(shí),為滿足工況變化的需要,靠引風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量,這樣就存在大量的節(jié)流損失,也增加了風(fēng)阻和管道的振動(dòng),產(chǎn)生噪音,使供風(fēng)質(zhì)量變差,設(shè)備加速老化,大量電能在調(diào)節(jié)風(fēng)量的過(guò)程中損失掉。為落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排政策,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,需要對(duì)2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐引風(fēng)

6、機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。收稿日期:2010-02-22作者簡(jiǎn)介:張鋒濤(1979),男,河南許昌人,助理工程師,2004年畢業(yè)于河南工業(yè)大學(xué),現(xiàn)從事基建項(xiàng)目管理工作。頻器效率不低于97%,采用多級(jí)正弦PWM控制。212變頻器性能特點(diǎn)(1)采用若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出,變頻器的所有部件采用內(nèi)部連線,只需連接高壓輸入、高壓輸出、AC220V控制電源和控制信號(hào)線即可。(2)功率單元模塊化設(shè)計(jì),維護(hù)簡(jiǎn)單。452010年第4期中州煤炭總第172期(3)功率單元與控制單元之間用光纖連接,通信安全可靠。(4)輸入功率因數(shù)高,在0195以上,網(wǎng)側(cè)不需要添加功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。(5)輸出波形

7、質(zhì)量好,不存在諧波引起的電動(dòng)機(jī)附加發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音等問(wèn)題,無(wú)需輸出濾波裝置,可接普通電動(dòng)機(jī)。(6)變頻器設(shè)過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、缺相、變頻器過(guò)載、變頻器過(guò)熱、電動(dòng)機(jī)過(guò)載等保護(hù)功能,出現(xiàn)故障后,均在用戶界面上中文顯示并傳至DCS報(bào)警,便于及時(shí)采取措施處理。213系統(tǒng)接線高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu),主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元3大部分組成。模塊化設(shè)計(jì),功率單元相互串聯(lián),把高壓變頻器串聯(lián)在高壓開(kāi)關(guān)柜與高壓電動(dòng)機(jī)之間,動(dòng)機(jī),只需連接高壓輸入、高壓輸出電源和控制信號(hào)線。214主回路控制氣化廠鍋爐現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境灰塵大,溫度高,散熱方案采用空水冷密閉冷卻方式。空水冷卻系統(tǒng)完全采用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),

8、較空調(diào)等電力、電子設(shè)備安全、可靠。其主要原理是:將變頻器的熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)道作用于空冷裝置,進(jìn)行熱交換,由冷卻水直接將變頻器產(chǎn)生的熱量帶走;經(jīng)過(guò)降溫的冷風(fēng)循環(huán)排回至室內(nèi)?？绽溲b置要求入口水溫低于33,以保證熱風(fēng)經(jīng)過(guò)散熱片后,將變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度控制在40以下,滿足變頻器對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求。空水冷卻系統(tǒng)冷卻水與循環(huán)風(fēng)完全分離,水管線在變頻室外與高壓設(shè)備明確分離,并且系統(tǒng)本身設(shè)有通風(fēng)開(kāi)放轉(zhuǎn)換方式,確?？账鋮s系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問(wèn)題,變頻器利,粉塵度低,維護(hù)量,。3改造效果2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的引風(fēng)機(jī)通過(guò)高壓變頻器,系統(tǒng)主回路控制采用一拖一手動(dòng)系統(tǒng)控制方案。正常情況下,采用變頻器帶引風(fēng)機(jī)運(yùn)行,在DCS操作臺(tái)上控制

9、引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、停止,閉環(huán)運(yùn)行。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí),電動(dòng)機(jī)可以立即手動(dòng)切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行,以保證生產(chǎn)的需要?？刂葡到y(tǒng)由3個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)(QS1,QS2和QS3)和高壓開(kāi)關(guān)QF、電動(dòng)機(jī)組成(圖1)。其工作原理是,6kV電源經(jīng)QS1到高壓變頻器裝置,高壓變頻裝置調(diào)節(jié)后經(jīng)QS2輸出控制電動(dòng)機(jī),6kV電源也可經(jīng)QS3直接控制電動(dòng)機(jī)。QS2和QS3改造后,節(jié)能效果良好。(1)提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。利用高壓變頻器對(duì)引風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻控制,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量的變負(fù)荷調(diào)節(jié),解決了風(fēng)門調(diào)節(jié)線性度差等問(wèn)題,切實(shí)提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。(2)延長(zhǎng)了引風(fēng)機(jī)大修周期,節(jié)省檢修費(fèi)用和時(shí)間。引風(fēng)機(jī)采用高壓變頻調(diào)速后,減小了因風(fēng)門變化造成的壓流損失,減少了閥門機(jī)械和引風(fēng)機(jī)葉輪間的磨損,減輕了引風(fēng)機(jī)振動(dòng)和軸承的磨損,延長(zhǎng)了引風(fēng)機(jī)的大修周期,節(jié)省了檢修費(fèi)用和時(shí)間。(3)延長(zhǎng)了引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的使用壽命。引風(fēng)機(jī)為離心電機(jī),啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),啟動(dòng)電流大(68倍額定電流),對(duì)引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械沖擊力很大,嚴(yán)重影響其使用壽命。而采用變頻調(diào)速后能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停車,幾乎不產(chǎn)生沖擊,可大大延長(zhǎng)引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的使用壽命。(4)在低轉(zhuǎn)速下,電動(dòng)機(jī)不僅發(fā)熱量低,而且輸入電壓低,有效減緩了電動(dòng)機(jī)的絕緣老化。(5)節(jié)省大量電能。2臺(tái)引風(fēng)機(jī)每年可節(jié)約電1存在機(jī)械互鎖邏輯,不能同時(shí)閉合。正常工作時(shí)采用變頻回路即QS3斷開(kāi),