一、背景介紹

國內(nèi)很多發(fā)電廠內(nèi)的引風(fēng)機目前一般采用液耦調(diào)節(jié)或軟啟動后風(fēng)門調(diào)節(jié)，這樣不僅維護成本很高，且浪費了很多能源，增加了廠用電的比例，若對其進行變頻改造可以有效降低維護成本，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)機在電廠工藝流程圖中的位置如下：

引風(fēng)機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，降低企業(yè)自身運營維護成本，因此對原有落后的調(diào)速方式進行變頻改造也隨之提上日程。

液力耦合器調(diào)速具體有如下幾個問題：

1) 風(fēng)機與電機的距離較遠，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，設(shè)備只能停止運行，嚴重影響生產(chǎn)。

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

二、現(xiàn)場概況

山西某發(fā)電公司是由山西某煤礦集團和國電電力發(fā)展股份有限公司共同投資建設(shè)，該項目為綜合利用坑口電廠，設(shè)計規(guī)模為2×210MW超高壓直接空冷凝汽機組，配兩臺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)勢技術(shù)，是符合國家產(chǎn)業(yè)政策的綜合利用綠色環(huán)保性項目。

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，這兩臺電機參數(shù)一樣，電機功率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，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)過對現(xiàn)場實際情況了解和客戶的多次溝通，最終確認方案如下：              

拆除原有的液力耦合器，加裝鋼性連接軸，對電機進行變頻改造，帶有一拖一手動旁路柜。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)一拖一手動旁路的原理圖如下：

圖五：一拖一手動旁路一次圖

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，就可以遠程控制變頻器的啟動、停止、調(diào)速，同時變頻器的各種運行狀態(tài)在用戶DCS界面上也都有體現(xiàn)，這樣方便了現(xiàn)場對變頻器狀態(tài)的實時監(jiān)控。

四：匯川技術(shù)HD90高壓變頻器改造優(yōu)勢

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d-q軸數(shù)學(xué)方程式解析，對電機定子電流解耦成勵磁分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，并分別加以控制，以達到模擬自然解耦的直流電動機的控制效果。

a. 這種控制方式，調(diào)速精度可以達到0.01HZ，遠遠高于液耦的調(diào)速精度，減少了負載的波動，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 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。同時造成液壓油需要定期更換，維護成本高。

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

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，因為風(fēng)機的電機的裕量都較大，輸入電流中無功分量就越大，導(dǎo)致其在低功率因數(shù)下運行.

2) 非對稱旁路技術(shù)（此項為選配，客戶可以根據(jù)實際需要進行選擇）

HD90系列高壓變頻器采用單元級聯(lián)方式，當(dāng)其中某個單元出現(xiàn)故障后，在單元配備旁路功能（可選）的情況下，通過非對稱旁路技術(shù)可以使系統(tǒng)不停機運行。HD90的非對稱技術(shù)可以實現(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)的運行穩(wěn)定性，單元在發(fā)生故障時，會被旁路掉，而整個系統(tǒng)可以繼續(xù)運行，不致于影響用戶的生產(chǎn)，而液耦一旦出現(xiàn)問題就必須要停機維修，不能運行，也沒有旁路工頻直啟功能直接影響用戶生產(chǎn)。

3) 飛車啟動功能

HD90系列高壓變頻器具備飛車啟動功能，能夠在未知電機旋轉(zhuǎn)速度的狀況下啟動變頻器，變頻器自動進行頻率搜索，直至搜索到與電機實時旋轉(zhuǎn)頻率相符的頻率，此時變頻器輸出相應(yīng)頻率，并控制電機旋轉(zhuǎn)至指定頻率，此技術(shù)能有效減少瞬間停電對生產(chǎn)的影響以及對電網(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，保證了運行的高可靠性，生命周期長。

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。 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。據(jù)某電廠反映，給水泵采用的進口液力耦合器維修工作量僅打壞齒輪一項就需維修費 30 余萬元。當(dāng)然，這也可能僅是個別的例子。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)場運行圖片

圖六：現(xiàn)場變頻器整機圖片

圖七：變頻器在運行中的界面

圖八：現(xiàn)場引風(fēng)機圖片

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、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)場應(yīng)用實踐證明，HD90高壓變頻器完全滿足電廠引風(fēng)機的應(yīng)用要求！

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