一、背景介紹

國(guó)內(nèi)很多發(fā)電廠內(nèi)的引風(fēng)機(jī)目前一般采用液耦調(diào)節(jié)或軟啟動(dòng)后風(fēng)門調(diào)節(jié)，這樣不僅維護(hù)成本很高，且浪費(fèi)了很多能源，增加了廠用電的比例，若對(duì)其進(jìn)行變頻改造可以有效降低維護(hù)成本，增加節(jié)能效益，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低廠用電的比例。

引風(fēng)機(jī)在電廠工藝流程圖中的位置如下：

引風(fēng)機(jī)的作用是把電廠鍋爐內(nèi)燃燒完的混合廢氣經(jīng)過除塵器過濾煤灰和粉塵后，經(jīng)過煙囪把廢氣排放到大氣中。

采用液耦調(diào)節(jié)的連接方式示意圖如下：

圖二：液力耦合器調(diào)速示意圖

用液力耦合器調(diào)速固然能滿足電廠的生產(chǎn)需求，但在能源緊張，對(duì)節(jié)能降耗要求越來越高的今天，很多企業(yè)呼喊轉(zhuǎn)型升級(jí)，降低企業(yè)自身運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，因此對(duì)原有落后的調(diào)速方式進(jìn)行變頻改造也隨之提上日程。

液力耦合器調(diào)速具體有如下幾個(gè)問題：

1) 風(fēng)機(jī)與電機(jī)的距離較遠(yuǎn)，效率很差。需提供較大的安裝空間，基礎(chǔ)復(fù)雜。

2) 速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調(diào)速精度差。

3) 當(dāng)液力耦合器故障時(shí)，設(shè)備只能停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

4) 液力耦合器整機(jī)效率低，調(diào)速本身的損耗大、需要經(jīng)常換油，維護(hù)量大、二次成本過高。

二、現(xiàn)場(chǎng)概況

山西某發(fā)電公司是由山西某煤礦集團(tuán)和國(guó)電電力發(fā)展股份有限公司共同投資建設(shè)，該項(xiàng)目為綜合利用坑口電廠，設(shè)計(jì)規(guī)模為2×210MW超高壓直接空冷凝汽機(jī)組，配兩臺(tái)725t/h循環(huán)流化床鍋爐，以煤矸石和劣質(zhì)原煤為燃料，采用直接空冷、煙氣脫硫、高效除塵、廢水“零”排放等優(yōu)勢(shì)技術(shù)，是符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的綜合利用綠色環(huán)保性項(xiàng)目。

圖三：山西某發(fā)電公司

此次改造目標(biāo)為該電廠1#鍋爐的1#和2#引風(fēng)機(jī)，這兩臺(tái)電機(jī)參數(shù)一樣，電機(jī)功率2240KW，電壓6KV，電流266A，轉(zhuǎn)速993r/min，海拔1140m。

三、HD90高壓變頻改造方案

鑒于液力耦合器調(diào)速的種種缺點(diǎn)，客戶經(jīng)過反復(fù)斟酌，最終選定了匯川HD90高壓變頻器作為此次改造的變頻器。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況了解和客戶的多次溝通，最終確認(rèn)方案如下：              

拆除原有的液力耦合器，加裝鋼性連接軸，對(duì)電機(jī)進(jìn)行變頻改造，帶有一拖一手動(dòng)旁路柜。示意圖大致如下：

圖四：拆除液力耦合器調(diào)速示意圖

變頻改造系統(tǒng)一拖一手動(dòng)旁路的原理圖如下：

圖五：一拖一手動(dòng)旁路一次圖

變頻器通過硬接線的方式與用戶的DCS系統(tǒng)做通信連接，用戶通過DCS界面，就可以遠(yuǎn)程控制變頻器的啟動(dòng)、停止、調(diào)速，同時(shí)變頻器的各種運(yùn)行狀態(tài)在用戶DCS界面上也都有體現(xiàn)，這樣方便了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變頻器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

四：匯川技術(shù)HD90高壓變頻器改造優(yōu)勢(shì)

1)  通用矢量控制技術(shù)

HD90系列高壓變頻器具備通用矢量控制技術(shù)，基于電機(jī)d-q軸數(shù)學(xué)方程式解析，對(duì)電機(jī)定子電流解耦成勵(lì)磁分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，并分別加以控制，以達(dá)到模擬自然解耦的直流電動(dòng)機(jī)的控制效果。

a. 這種控制方式，調(diào)速精度可以達(dá)到0.01HZ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于液耦的調(diào)速精度，減少了負(fù)載的波動(dòng)，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定；

b.高壓變頻器效率高,無轉(zhuǎn)差損耗，其效率達(dá) 0.97 以上，并且不隨調(diào)速的范圍而變化。液力耦合器效率低,其效率與調(diào)速比成正比，負(fù)載的轉(zhuǎn)速越低,其效率越低，液力耦合器屬轉(zhuǎn)差損耗型調(diào)速，是低效調(diào)速設(shè)備，在調(diào)速的過程中,轉(zhuǎn)差功率以熱能的形式損 耗在油中。同時(shí)造成液壓油需要定期更換，維護(hù)成本高。

c. 起動(dòng)性能 高壓變頻器具有真正意義上的軟起動(dòng)功能，它可以使起動(dòng)電流值保持在額定電流以內(nèi)，不會(huì)對(duì) 電網(wǎng)造成沖擊，也不會(huì)對(duì)所傳動(dòng)的風(fēng)機(jī)、泵類的機(jī)械設(shè)備帶來沖擊，是最理想的軟啟動(dòng)設(shè)備。液力 耦合器屬于直接起動(dòng)類型，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流約為額定電流的 3－5 倍，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，特別是 在電網(wǎng)容量受限而電機(jī)容量較大時(shí)，這種直接起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)所造成的沖擊有時(shí)是不允許的

d. 功率因數(shù) 高壓變頻器可以保證電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)在 0.96 以上。液力耦合器調(diào)速則使電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)降低，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的電機(jī)的裕量都較大，輸入電流中無功分量就越大，導(dǎo)致其在低功率因數(shù)下運(yùn)行.

2) 非對(duì)稱旁路技術(shù)（此項(xiàng)為選配，客戶可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇）

HD90系列高壓變頻器采用單元級(jí)聯(lián)方式，當(dāng)其中某個(gè)單元出現(xiàn)故障后，在單元配備旁路功能（可選）的情況下，通過非對(duì)稱旁路技術(shù)可以使系統(tǒng)不停機(jī)運(yùn)行。HD90的非對(duì)稱技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)旁路方案更高的電壓輸出幅值。

該技術(shù)，極大的增加了變頻系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，單元在發(fā)生故障時(shí)，會(huì)被旁路掉，而整個(gè)系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行，不致于影響用戶的生產(chǎn)，而液耦一旦出現(xiàn)問題就必須要停機(jī)維修，不能運(yùn)行，也沒有旁路工頻直啟功能直接影響用戶生產(chǎn)。

3) 飛車啟動(dòng)功能

HD90系列高壓變頻器具備飛車啟動(dòng)功能，能夠在未知電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的狀況下啟動(dòng)變頻器，變頻器自動(dòng)進(jìn)行頻率搜索，直至搜索到與電機(jī)實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)頻率相符的頻率，此時(shí)變頻器輸出相應(yīng)頻率，并控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)至指定頻率，此技術(shù)能有效減少瞬間停電對(duì)生產(chǎn)的影響以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

4）高可靠性器件

核心器件IGBT、整流二極管、高品質(zhì)電容、主控制芯片ARM、DSP、FPGA等均選用高品質(zhì)器件，保證了運(yùn)行的高可靠性，生命周期長(zhǎng)。

調(diào)速設(shè)備的可靠性是客戶最關(guān)心的、最基本的、也是最主要的指標(biāo)之一，它是能否保證生產(chǎn)的 正常運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。HD90高壓變頻器的可靠性高，故障率低，這在許多高壓變頻器應(yīng)用中得到證實(shí)。 而液力耦合器則可靠性差，特別是漏油和打壞齒輪等。

5) 維修工作量

HD90高壓變頻器由于可靠性高，故障率低而使其維修量少，而液耦需要定期更換液壓油等維護(hù)。據(jù)某電廠反映，給水泵采用的進(jìn)口液力耦合器維修工作量?jī)H打壞齒輪一項(xiàng)就需維修費(fèi) 30 余萬元。當(dāng)然，這也可能僅是個(gè)別的例子。但總的來看液力耦合器的維修工作量大于高壓變頻器的維修工作量。

五、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行圖片

圖六：現(xiàn)場(chǎng)變頻器整機(jī)圖片

圖七：變頻器在運(yùn)行中的界面

圖八：現(xiàn)場(chǎng)引風(fēng)機(jī)圖片

六、結(jié)束語

匯川技術(shù)的HD90高壓變頻器，具備真正的矢量控制、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果顯著，為電廠的各種高壓設(shè)備提供了更優(yōu)的選擇?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐證明，HD90高壓變頻器完全滿足電廠引風(fēng)機(jī)的應(yīng)用要求！

深圳市匯川技術(shù)股份有限公司專注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位服務(wù)于中高端設(shè)備制造商，以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，以快速為客戶提供個(gè)性化的解決方案為主要經(jīng)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶價(jià)值共同成長(zhǎng)。匯川在全國(guó)擁有66個(gè)辦事處，236家授權(quán)代理商，90家全國(guó)聯(lián)保中心。欲進(jìn)一步了解匯川，請(qǐng)?jiān)L問 www.inovance.cn。