能刚厂#1#2炉送风机加装变频器的技术报告.docx

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能刚厂#1#2炉送风机加装变频器的技术报告

#1、#2炉送风机加装变频器的技术报告

姓名：

王旭

单位：

辽宁能港发电有限公司

时间：

2012年10月25日

1、辽宁能港发电有限公司概述…………………………………………………1

2、变频器的节能原理…………………………………………………………………1

3、变频器实际运用……………………………………………………………………3

4、异常事故情况下的处理方法：

…………………………………………………4

5、安全性和经济效益分析…………………………………………………………6

6、结束语……………………………………………………………………………………12

#1、#2炉送风机加装变频器

一、辽宁能港发电有限公司概述

辽宁能港发电公司现有两台200MW机组，其锅炉两台送风机功率均为1250/630kW，电压等级6kV，额定电流160/87A、转速744/594r/min，双机并联运行，采用入口挡板方式进行风量调节，挡板在60%---100%之间变化。

挡板节流损失大，运行效率低，浪费大量的电能，使厂用电率升高，供电煤耗高，发电成本高，而且在调整不及时时，有时会出现风管道振动，不利于安全。

为了降低厂用电率，提高安全系数，2006年公司开始研究对两台送风机实施节能改造的可行性，通过认真分析、研究，从产品质量、性能、售后服务等综合考虑，决定选用北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSUERT—A06/160A变频器来实施两台送风机的变频改造。

二、变频器的节能原理

2．1变频调速基本工作原理

由电机学可知：

n=60f/P（1—S）

n为异步电动机转速；f为电源频率；P为电机极对数；S为转差率。

变频调速就是通过改变供给电动机电源的频率达到改变电机转速的目的。

我国现行的火电设计规程SDJ—79规定，燃煤锅炉的送风机的风量裕度分别为5%和5%--10%，风压裕度分别为10%和10%--15%。

这是因为在设计过程中，很难准确计算出管网的阻力，并考虑到长期运行过程中可能发生的问题，通常把系统的最大风量和风压余量作为选择风机型号的设计值。

但风机的型号和系列是有限的，往往在选型时只好向上靠。

这样锅炉送、送风机的风量裕度和风压裕度大20%--30%是比较常见的。

锅炉送风机的用电量中，很大一部分是因为风机的型号与管网系统的参数不匹配及调节方式不当而被调节门消耗掉。

同时，发电机的负荷调节必须要相应的送、送风机等也必须进行调节，在调节的过程中又有大量的能源被浪费了。

因此，改进离心风机的调节方式是提高风机效率，降低风机耗电量的有效途径。

2．2单元串联多重化电压源型变频器的基本原理

北京利德华福电气技术有限公司利用单元串联多重化技术，生产的高压变频器无须输出变压器实现了直接6KV的高压输出，在变频器中采用了先进的IDBT功率开关器件，达到了完美无谐波的输出波形，对电机无附加应力，将大大延长电机的使用寿命。

所谓多重化技术就是每相由几个低压PWM功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的隔离变供电，用高速微机处理器实现控制和光导纤维隔离驱动。

北京利德华福电气技术有限公司HARSUERT—A06/160变频器单元串联多重化的优点：

1．由于采用功率单元串联，可采用技术成熟、可靠的低压IGBT组成逆变单元，通过串联单元的个数适应不同的输出电压要求；

2．完美的输入输出波形，能适合任何场合和电机；

3．采用纯中文人机界面，操作方面，故障记录准确可靠。

4．变频器配置手动旁路柜，变频器需要检修时可投入工频运行，从而保证系统的连续运行。

三、变频器实际运用

我公司#1炉两台送风机进行变频改造，主系统选用北京利德华福电气技术有限公司

HARSUERT—A06/160A的变频装置，变频装置采用高—高布置方式。

主系统如图2

由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成（见左图）。

要求QS2和QS3不能同时闭合，在机械上实现互锁。

变频运行时，QS1和QS2闭合，QS3断开；工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开。

为了实现变频器故障的保护，变频器对高压开关QF进行连锁，一旦变频器故障，变频器跳开QF。

工频运行旁路时，变频器应允许QF合闸，撤消对QF的跳闸信号，使电机能正常通过QF合闸工频启动。

图2

控制#1、2送风机变频器的开关由原来高速开关电源带，保留低速开关、电机电缆、操作回路及高低速联动，#1、2送风机电动机用原有设备。

在炉侧DCS画面内加装变频器启动/停止的操作器，变频器各种轻、重故障报警上炉侧光字牌。

送风机变频器安装在#1、2送风机电机中间位置，安装一间8m*7m*4m简易专用房，为了加强变频器的冷却风量，给变频器加装风道，将变频器柜顶风机排出的热风直接排向室外，同时又为了保证变频器室内的风量，加装一冷却器冷风进风通道，满足变压器冷却风量的需要。

电气值班员将#1炉#1、#2送风机变频器送电的方法：

1、检查变频器高压电源在开位。

2、检查变频器控制电源已送电。

3、检查就是变频器工控机、变压器温控仪、控制柜风机正常。

4、切换变频器“远程就地开关”至“远程”位置。

5、核对变频器刀闸标志无误，合上变频器输入、输出刀闸（QS1\QS2）检查频旁路刀闸QS3在开位。

四、异常事故情况下的处理方法：

1、变频器重故障：

当变频器出现重故障所报警光字牌信号来，变频器跳闸，就地变频器面板上显示故障信息，变频器保持“高压急切”以及“紧急”停机“指令。

运行人员应立即复归警报，通知电气检修，同时到就地检查变频器实际情况并将面板上的故障信息通知检修人员，并视具体情况倒工频运行，待检修检查处理之后无问题后再启动变频器。

重故障包括（变压器过热、单元重故障（过压、光纤故障）、变频器150%过流等信息）；重故障发生后，系统作记忆处理。

故障一旦发生，变频器报警并自动跳闸停机。

如果故障自行消失，“高压急切”以及“紧急停机”等指令也都一直保持，故障原因被记录。

只有故障彻底排除，并且用“系统复位”按钮将系统复位后才能新开机。

2、变频器故障：

当变频器出现变频器轻故障报警字牌信号来，运行人员应立即就地检查变频器实际故障情况，查看就地显示面板上的故障信息，同时将情况通知电气检修，轻故障（包括柜门非法打开、变压器超温、控制电源掉电、给定信号断线、单元旁路（过热、欠压、缺相、驱动故障）等信息）。

如出现柜门非法打开等情况可直接关好门，按复位按钮，复归警报。

此时不必联系检修。

3、当出现变频器轻故障报警字牌信号来，就地检查显示面板上出现“单元旁路运行”，鞋柜某某相过压或欠压或过热时，要立即汇报值长通知锅炉变频器倒工频运行，同时通知电气检修。

因出现“单元旁路运行”信号后，系统必须停高压电后信号才能复归。

4、当出现变频器轻故障报警字牌信号来，就地检查显示面板上出现模块温度超过40度，或出现单元功率模块过热信号，无论时运行人员还是检修人员一定要采取必要降温措施：

如打开功率模块的柜门（此时有可能滤网堵），并检查1台进风机和2台风道排风机（如此风机跳闸也可导致温度升高）的运行情况，包括柜内风机运行情况或采取开门降温措施。

5、变频器装置的功率模块柜内环境温度超40度时报警，超45度装置要跳闸。

6、送风机变频器共有15个功率模块，如出现一个模块旁路运行（即一个功率模块退出运行）时，可以短时运行，此时应倒工频运行；当有2个模块运行，变频器将跳闸。

五、安全性和经济效益分析

1．安全性分析

1．1变频系统电源改造后对电动机运行产生的影响

当低频运行时风扇冷却效率下降对电动机温升的影响

当电动机处于低转速运行时，风扇冷却效率显著下降，但由于对应的电动机负载损耗与运行电流成平方关系下降，铁损与频率成正比关系下降，同时转速下降后的附加机械损耗同样下降。

电动机的温升将只会比额定频率略有上升，由于送风机电动机的绝缘等级为F级，耐热能力强，电动机应不随温度上而损坏。

1．2由于变频器输出电压上升速率过大对电动机绝缘产生的影响

由于变频器输出电压实际上为宽度不等的脉冲电压且上升速率很大，可达1万伏/微秒，对电动机匝间绝缘影响很大，如果电动机频繁起停，将影响其寿命。

由于送风机电动机的绝缘为环氧塑脂热固化的F级绝缘，匝间绝缘较好，另外送风机电动机为非频繁起停的电动机，电动机绝缘上应不会有太大的问题。

2．经济效益分析

通过实际计量，统计2011年以来送风机实际耗电量进行对比：

2．1安装变频器前的送风机实际耗电量

2011年5月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机（低速）

#2送风机（低速）

合计耗电量

耗电量

340786kWh

317730kWh

658516kWh

发电量

10578.6万kWh

耗电率

0.6224%

2011年6月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机（低速）

#2送风机（低速）

合计耗电量

耗电量

338210kWh

332554kWh

670764kWh

发电量

10818.3万kWh

耗电率

0.6200%

2011年7月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机（低速）

#2送风机（低速）

合计耗电量

耗电量

299553kWh

282697kWh

588225kWh

发电量

9157.1万kWh

耗电率

0.6358%

2011年8月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机（低速）

#2送风机（低速）

合计耗电量

耗电量

337861kWh

322664kWh

660525kWh

发电量

11465.3万kWh

耗电率

0.5761%

2011年9月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机（高速）

#2送风机（低速）

合计耗电量

耗电量

597227kWh

324617kWh

921876kWh

发电量

12395.1万kWh

耗电率

0.7437%

2．1安装变频器后的送风机实际耗电量

2012年5月份送风机实际耗电量

名称

#1送风机

#2送风机

合计耗电量

耗电量

345380kWh

307303kWh

652683kWh

发电量

11748.0万kWh

耗电率

0.5555%

2012年6月份#01炉送风机实际耗电量

名称

#1送风机高速工频

#2送风机变频器

合计耗电量

耗电量

580735kWh

341299kWh

922034kWh

发电量

12103.3万kWh

耗电率

0.4798%

0.2819%

0.7618%

2008年1份#01机发电量为12103.3万kWh，而#1送风机高速工频运行耗电量

为580735kWh；#2送风机变频器运行耗电量为341299kWh，工频运行比变频运行

多耗电量239436kWh。

2012年7月份#01炉送风机实际耗电量

名称

#1送风机高速工频

#2送风机变频器

合计耗电量

耗电量

568302kWh

325713kWh

894015kWh

发电量

10436.0万kWh

耗电率

0.5445%

0.3121%

0.8566%

2008年2份#01机发电量为10436.0万kWh，而#1送风机高速工频运行耗电量

为568302kWh；#2送风机变频器运行耗电量为325713kWh，工频运行比变频运行

多耗电量242589kWh。

2012年8月份#01炉送风机实际耗电量

（8月20日#1送风机倒变频器运行）

名称

#1送风机

#2送风机变频器

合计耗电量

耗电量

378661kWh

290710kWh

669971kWh

发电量

9771.0万kWh

耗电率

0.3875%

0.2975%

0.6856%

通过对2011年5至2011年9月份送风机实际耗电量的统计：

安装变频器前的平均耗电率为0.6149%。

安装变频器后2012年5份送风机实际耗电率为0.5555%。

发电机每年按发电量11亿kWh计算，年节电为：

（0.6149%—0.5555%）*11亿kWh=653.4万kWh

1kWh按0.2元计算，每年可节约人民币653.4万kWh*0.2=130.68万元

2．3结论

安装变频器后效益非常显著，每年可节约人民币100万元左右。

五、结束语

通过变频器在两台送风机上的成功运用，可以看出：

5．1送风机采用变频器后，节能效果明显；

5．2国产高压变频器设备比较成熟可靠；

5．3要想保证改造后系统的连续可靠运行，变频器必须运行在清洁、通风良好的室内。

5．4变频器要运行良好，使用和维护是非常关键的，必须高度重视。