一、前言

火電廠是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能。蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹做功后，進入凝汽器凝結(jié)成水。用于火力發(fā)電廠機組末端冷卻的方式主要有濕冷系統(tǒng)和空冷系統(tǒng)兩種，常規(guī)發(fā)電廠的濕冷系統(tǒng)是冷卻塔(涼水塔)是把塔內(nèi)的循環(huán)水以“淋雨”方式與空氣直接接觸靠蒸發(fā)和對流冷卻，其整個過程處于“濕”的狀態(tài)。而空冷系統(tǒng)是指汽輪機的排汽或凝結(jié)排汽的冷卻水被送入由翅片管束組成的冷卻器管內(nèi)，由橫掠翅片管外側(cè)的空氣進行凝結(jié)或冷卻，整個過程處于“干”的狀態(tài)。空冷系統(tǒng)可節(jié)省濕式冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)、風(fēng)吹和排污損失的水量，達到節(jié)約水資源的目的，是我國富煤缺水的北方發(fā)展電力工業(yè)的必然選擇和發(fā)展趨勢。

空冷系統(tǒng)分為直接空冷系統(tǒng)和間接空冷系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)根據(jù)通風(fēng)方式分為機械通風(fēng)和自然通風(fēng)。間接空冷系統(tǒng)根據(jù)配用的凝汽器分為表面式凝汽器和混合式凝汽器。綜合比較而言，直接空冷系統(tǒng)具有冷卻效率高、占地面積小、投資較省、系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活、冬季運行防凍性能好等特點，目前國內(nèi)正在進行的空冷電廠大多采用機械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)。

直接空冷機組系統(tǒng)圖

二、空冷變頻控制系統(tǒng)構(gòu)成

一個空冷凝汽器系統(tǒng)包括：放置在室外并適合于自然環(huán)境的帶有齒輪箱的軸流風(fēng)機電機及其變頻器相關(guān)附屬的潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風(fēng)扇等電機。

變頻器及其他所有附屬控制電機所需電氣元器件和控制設(shè)備(包括：潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風(fēng)扇等電機的控制回路及元件)安置在變頻裝置控制柜內(nèi), 包括控制裝置連接的用戶接線端, 輸入輸出電抗器, 保險絲, 電流接觸器, 控制電路變壓器及所有提供必要功能的設(shè)備。交貨包括變頻器及所有安裝在變頻裝置控制柜內(nèi)所需的設(shè)備。

變頻裝置控制柜的設(shè)計要考慮由電氣元件發(fā)熱引起的冷卻和散熱要求。氣流不得被內(nèi)置的裝置阻隔。在控制柜的上部要另外安裝風(fēng)扇。變頻器區(qū)域的空氣入口必須滿足這些要求。

電機數(shù)據(jù)：

●電壓：380V

●頻率：50Hz

●轉(zhuǎn)速：1485rpm

●電機額定功率：75kW

●電機額定電流：140A

根據(jù)電機參數(shù)，配置森蘭公司的SB61Z變頻器。變頻器的保護功能：缺相保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護、過載保護等。

三、變頻控制柜技術(shù)參數(shù)

變頻器的 LED 操作面板安裝在變頻裝置柜體的前門上, 方便通過變頻器實現(xiàn)對風(fēng)機的操作。變頻器的 LED 操作面板顯示變頻器的狀態(tài)參數(shù)、功能碼參數(shù)、故障告警碼等，在控制風(fēng)機運行狀態(tài)下能夠查看風(fēng)機的頻率、電流和轉(zhuǎn)速等參數(shù)。

變頻控制柜具備以下操作員專用操作設(shè)備：  

●手動-切斷-自動選擇開關(guān)

●手動速度給定電位器

●變頻器運行指示燈

●變頻器停止指示燈

●變頻器故障指示燈

●自動或手動運行指示燈

●冷卻風(fēng)扇運行指示燈

●啟動按鈕

●停止按鈕

●故障復(fù)位按鈕

●潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風(fēng)扇等電機就地啟停按鈕。

四、DCS 控制系統(tǒng)的功能接口

風(fēng)機在自動模式下通過中央控制系統(tǒng)（DCS）控制。在自動運行模式下無需任何局部操作。

啟動、停車以及風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等所有功能都由中央控制室（DCS）操縱。為滿足這些要求，要求變頻裝置控制柜與中央控制室（DCS）交換相關(guān)的指令和信號。

1、空冷風(fēng)機電機及其變頻器的控制指令和信號

1）電動機的三相動力回路配：空氣開關(guān)和交流接觸器等電氣控制元件，完成動力回路的通斷，交流接觸器由引自三相動力回路其中的一路～220V 控制回路完成通斷控制，通斷控制指令來自 DCS 系統(tǒng)和就地通斷控制按鈕（在控制柜面上設(shè)置），即：所提供控制柜的每臺空冷風(fēng)機強電控制回路應(yīng)能接受如下輸入指令：

2）風(fēng)機電動機及變頻器應(yīng)能輸入和輸出如下指令或信號：

（1）輸入指令：

（2）輸出信號：

附屬電動機（包括：潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風(fēng)扇等）：

2、電機加熱器應(yīng)有以下指令和信號

（1）輸入指令：

（2）輸出反饋信號：

3、潤滑油加熱器應(yīng)有以下指令和信號：

（1）輸入指令：

（2）輸出反饋信號：

五、結(jié)語

在水資源匱乏地區(qū)，火力發(fā)電廠采用直接空冷系統(tǒng)，達到節(jié)約水資源的目的。同時，采用變頻器對直接空冷系統(tǒng)的軸流冷卻風(fēng)機群的電機進行調(diào)控，可以節(jié)省能源，改善風(fēng)機和電動機的運行特性、延長設(shè)備使用壽命、降低機組維護費用；控制靈活簡捷的優(yōu)越性。交城華鑫電廠采用森蘭低壓變頻器，使軸流冷卻風(fēng)機能滿足系統(tǒng)的各種運行工況，保證電廠直接空冷系統(tǒng)長期可靠穩(wěn)定運行。