變頻調速技術在電廠鍋爐運行中的應用

在zai發fa電dian廠chang鍋guo爐lu燃ran燒shao係xi列lie中zhong應ying用yong變bian頻pin調tiao速su係xi統tong能neng夠gou產chan生sheng十shi分fen理li想xiang的de節jie能neng效xiao果guo，同tong時shi可ke以yi避bi免mian在zai啟qi動dong電dian機ji時shi因yin大da電dian磁ci力li和he大da電dian流liu引yin起qi的de鍋guo爐lu輔fu機ji故gu障zhang。本ben文wen將jiang闡chan述shu在zai未wei采cai用yong變bian頻pin調tiao速su時shi的de機ji組zu鍋guo爐lu輔fu機ji運yun行xing情qing況kuang和he變bian頻pin調tiao速su技ji術shu在zai電dian廠chang鍋guo爐lu運yun行xing中zhong的de應ying用yong情qing況kuang。

變頻調速技術在火力發電廠中應用較為廣泛，相比於傳統的交流調速方式，變頻調速在許多方麵擁有明顯的優勢，諸如：電機的工作效率、轉差補償、功率因數
、低頻轉矩
、頻率範圍
、動dong態tai響xiang應ying等deng，同tong時shi也ye有you良liang好hao的de經jing濟ji效xiao益yi。在zai啟qi動dong電dian機ji時shi，鍋guo爐lu係xi統tong輔fu機ji的de傳chuan統tong手shou工gong操cao作zuo方fang式shi往wang往wang會hui使shi電dian機ji產chan生sheng較jiao大da的de電dian磁ci力li和he電dian流liu，甚shen至zhi引yin起qi鍋guo爐lu輔fu機ji故gu障zhang。若ruo采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu控kong製zhi閥fa門men和he風feng門men的de開kai關guan，調tiao節jie風feng速su與yu風feng量liang，將jiang大da幅fu度du降jiang低di鍋guo爐lu係xi統tong的de電dian能neng消xiao耗hao，同tong時shi可ke以yi避bi免mian產chan生sheng機ji械xie故gu障zhang。

1.電廠鍋爐未采用變頻調速技術時的運行狀況

機組鍋爐在未采用變頻調速技術時，通常由定速電動機作為鍋爐一次送風、送風機運行的動力
，采用人工調節擋板的方式來調節風量大小，此方法主要存在以下5個方麵的問題：a，機組鍋爐的啟動電流過大，一般為額定電流的6-8倍，嚴重影響電動機的使用壽命。b，送風機的擋板通常由大力矩電動執行器執行，執行時故障較多，不能很好地滿足長期頻繁調節的要求。c，采用擋板調節的方法給風道壓流造成巨大的損失。d，以人工手動操作擋板的方式，往往存在動作遲緩、力量幅度變化不一等現象

，而自動操作則較容易達到優良的調節品質。e，風速過大時
，容易對擋板產生衝擊損耗。

2.變頻調速技術在電廠鍋爐運行中的應用狀況

根據長期的考察與多方對比，同時針對以上提出的問題
，我們對電廠鍋爐的送風機、吸風機以及一次風機采用變頻調節技術，安裝變頻電控櫃來調節鍋爐的送風機風量和吸風機風量。

2.1 鍋爐送風機變頻電控櫃

鍋爐送風機變頻櫃與含氧量變送器
、送song風feng機ji的de電dian動dong機ji組zu以yi及ji電dian網wang組zu成cheng爐lu膛tang煙yan氣qi含han氧yang量liang閉bi環huan控kong製zhi係xi統tong，通tong過guo對dui爐lu膛tang氣qi體ti含han氧yang量liang的de測ce試shi，自zi動dong調tiao節jie鍋guo爐lu送song風feng機ji的de送song風feng量liang。該gai方fang法fa使shi鍋guo爐lu爐lu膛tang的de煙yan氣qi含han氧yang量liang保bao持chi穩wen定ding，始shi終zhong圍wei繞rao在zai最zui佳jia值zhi附fu近jin
，這zhe樣yang既ji可ke以yi保bao障zhang燃ran煤mei完wan全quan燃ran燒shao，又you可ke以yi避bi免mian爐lu膛tang因yin送song風feng機ji送song去qu過guo多duo的de冷leng空kong氣qi而er溫wen度du降jiang低di，有you效xiao地di提ti高gao了le鍋guo爐lu的de熱re效xiao率lv。

2.2 鍋爐吸風機變頻電控櫃

鍋爐吸風機變頻電控櫃與微負壓變送器、xifengjidediandongjizuyijidianwangzuchengguoluweifuyabihuankongzhixitong，tongguoweidianyakongzhizidongtiaojiexifengjidexifengliang。zheyangkeyishiguolulutangdeweifuyazhibaochiwending
，shizhongbaochizaizuijiazhifujin，weiranmeichongfenranshaodiandingjichu
，tongshikeyibaozhangguolulutangjibuxiruguoduolengkongqi，yebupaichuguoduorekongqi，youxiaoditigaoleguoluderexiaolv。genjuxifengjicaiyongbianpinkongzhizhihou，keyicedeguolulutangxifengliangjianshao15%
，微負壓值從-50～100Pa降低至-20Pa。

2.3 一次風機變頻電控櫃

鍋guo爐lu采cai用yong一yi次ci風feng機ji啟qi動dong時shi，由you於yu頻pin率lv自zi動dong調tiao整zheng
，控kong製zhi器qi操cao作zuo變bian得de簡jian便bian，運yun行xing方fang式shi更geng為wei靈ling活huo，運yun行xing的de參can數shu變bian化hua也ye一yi目mu了le然ran。這zhe樣yang不bu僅jin避bi免mian了le對dui供gong電dian電dian網wang造zao成cheng衝chong擊ji，還hai可ke以yi使shi開kai關guan設she備bei的de故gu障zhang大da大da減jian少shao，從cong而er延yan長chang電dian器qi開kai關guan的de使shi用yong壽shou命ming，減jian少shao設she備bei運yun維wei的de工gong作zuo量liang。由you於yu采cai用yong變bian頻pin器qi一yi次ci風feng機ji，在zai降jiang低di風feng機ji運yun行xing轉zhuan速su的de同tong時shi
，也ye大da幅fu降jiang低di了le機ji器qi噪zao聲sheng，尤you其qi是shi停ting車che或huo者zhe啟qi動dong時shi的de尖jian嘯xiao聲sheng和he打da滑hua聲sheng，當dang轉zhuan速su降jiang低di至zhi原yuan來lai的de50%時，噪聲可以降低十幾分貝，由此帶來的環境變化相當可觀。除此之外
，一次風機改為變頻控製後，運行電流從105*2A降低至66*2A(300MW負荷時)，根據電能表計量數據統計，每月大致節約用電38萬kW*h，可多出價值13.67萬元電力用於出售，為企業提高經濟效益。

2.4 係統技術方案解析

係統采用一套變頻設備隻驅動一台電動機的方式，即一拖一配置。其中高壓變頻調速設備的電路主回路包括6kV輸入高壓電纜和輸出高壓電纜;控製模塊由冷卻風機電源、遠傳控製係統接口以及控製電源構成。該設備可以實現與DCS係統實時通信
，我們通過DCS係統可以監視並操控其運行狀態。其中高壓變頻器采用“高-低-高”的直接變換形式

，以及單元串聯多電平的拓撲結構，由多組功率模塊串聯作為主體結構，最後由各組低壓輸出所需要的高壓。

2.5 高壓變頻器方案分析

我國絕大多數火力發電廠普及了低壓變頻器，高壓變頻器卻很少采用，主要是受限於大容量、高耐壓等技術難題。解決這些難題需要很多的核心技術，而目前這些還隻掌握在幾個外國公司的手中，主要有日本的富士公司、德國的西門子公司、瑞典的ABB公司、美國的ABgongsiheluobinkanggongsi。qizhongmeiguodeluobinkanggongsizaizhefangmianzuodejiaoweichuse，tacaiyongduozhonghuajishu，tuichulewanmeiwuxiebobianpinqi。gaibianpinqiyouyigeduozhongraozudegelibianyaqiweigegonglvdanyuangongdian
，you5個低壓PWM功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)串(chuan)聯(lian)構(gou)成(cheng)一(yi)相(xiang)，用(yong)高(gao)速(su)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)及(ji)光(guang)導(dao)纖(xian)維(wei)實(shi)現(xian)通(tong)信(xin)和(he)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。為(wei)了(le)真(zhen)正(zheng)達(da)到(dao)輸(shu)入(ru)多(duo)元(yuan)化(hua)的(de)要(yao)求(qiu)，該(gai)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)繞(rao)製(zhi)線(xian)圈(quan)時(shi)將(jiang)二(er)次(ci)線(xian)圈(quan)(用於功率單元供電)彼此間形成12度電角度的相位差
，每條完整的整流大概由30個脈衝電流構成。這樣就可以消除大多數諧波
，諧波無功產生的功率因數維持在0.95以上，達到完美無諧波的要求
，大大降低了對電網的汙染。

3.變頻調速技術在電廠鍋爐應用的效益

由於變頻調速器采用多電平技術，其穩態時的輸出電壓與電流十分接近正弦波，總電壓諧波失真率極低，大約為5.38%;總電流諧波失真率低於總電壓諧波失真率
，大約為0.8%，這大大低於普通的三電平變頻器或者電流源型變頻器。綜上所述，采用變頻技術將基本上不會產生諧波發熱現象
、zaoshengwuranxianxiangyijizhuanjumaidongdeng。shijishang，diandongjidezhuanjumaidongfenliangyejixiao，zheshikeyikaolvqudiaoshuchulvboqi，zhijieshiyongchangyongdeyibudiandongji。shijianzhengming，songfengji

、吸xi風feng機ji通tong過guo滿man風feng載zai荷he試shi運yun行xing，各ge種zhong波bo形xing測ce試shi結jie果guo說shuo明ming變bian頻pin器qi性xing能neng良liang好hao。通tong過guo計ji算suan
，根gen據ju使shi用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu設she備bei後hou每mei年nian的de節jie電dian量liang估gu算suan
，一yi般ban三san年nian內nei可ke收shou回hui設she備bei成cheng本ben。

結語

通tong過guo與yu未wei安an裝zhuang變bian頻pin調tiao速su器qi的de發fa電dian機ji組zu設she置zhi參can照zhao組zu
，同tong時shi運yun行xing安an裝zhuang變bian頻pin調tiao速su器qi的de發fa電dian機ji組zu，然ran後hou對dui比bi測ce試shi兩liang組zu機ji器qi的de發fa電dian量liang和he用yong電dian量liang

，說shuo明ming傳chuan統tong鍋guo爐lu存cun在zai諸zhu多duo的de缺que陷xian，能neng源yuan利li用yong率lv較jiao低di，經jing濟ji效xiao益yi也ye得de不bu到dao提ti高gao。而er采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu的de完wan美mei無wu諧xie波bo變bian頻pin器qi具ju有you啟qi動dong電dian流liu小xiao、調速精度高、可靠性高、功率因數高、機械振動磨損小、操作簡便等優點
，在我國發電廠試用以來，情況良好且具有較好的經濟效益與社會效益。