高压变频调速在300MW机组引风机上的应用

　　发电厂的发电负荷一般在50%～ 100% 之间变化, 发电机输出功率变化, 锅炉处理也要相应调整, 锅炉的送风量、引风量相应变化, 引风机出力靠改变风机叶片的角度来调节。这种调节方法尽管比一般采用控制入口挡板开度来实现风量的调节方法有一定的节能效果, 但是节流损失仍然很大, 特别是低负荷时节流损失更大。其次静叶调节动作迟缓, 造成机组负荷相应迟滞。异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的8～ 10倍, 对厂用电形成冲击, 同时强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命也存在很大的不利影响。

　　当风机转速发生变化时, 其运行效率变化不大, 其流量与转速的一次方成正比, 压力与转速的平方成正比, 轴功率与转速的三次方成正比, 当风机转速降低后, 其轴功率随转速的三次方降低, 驱动风机的电机所需的电功率亦可相应降低, 所以调速是风机节能的重要途径。采用变频调速后可以实现对引风机电机转速的线性调节, 通过改变电动机转速使炉膛负压、锅炉氧量等指标与引风机风量维持一定的关系。

　　由于目前引风机风量调节方式不能很好地满足锅炉燃烧能力及稳定性运行的需要, 所以有必要对引风机进行节能和调节性能的改造, 以满足机组整体调节性能的需要。

　　变频调速装置可以优化电动机的运行状态,大大提高其运行效率, 达到节能的目的。过去受价格、可靠性以及容量等因素的限制, 在我国火力发电市场上一直未能得到更广泛的应用。近年来, 随着电力电子器件、控制理论和计算机技术的迅速发展, 变频器的价格不断下降, 可靠性不断增强,高压大容量变频器已经在发电厂辅机得到广泛应用。

　　1　高压变频调速系统应用情况

　　1、1　高压变频器的组成

　　高压变频器由变压器柜、功率柜、控制柜3 个部分组成。为单元串联多电平结构, 其变频器原理如图1 所示。

　　1、2　高压变频器与现场接口方案

　　高压变频器的控制部分由高速单片机、人机界面和PLC 构成。单片机实现PWM 控制和功率单元的保护; 人机界面提供友好的全中文监控界面, 同时可以实现远程监控和网络化控制; 内置PLC 则用于柜体内开关信号的逻辑处理, 可以和用户现场灵活接口, 满足用户的特殊需要。该变频器使用西门子S72200 系列PLC, 具有较好的与DCS 系统接口的能力, 根据风机的特性、运行要求以及变频器控制的具体要求采取了相应的控制方案。

　　1、2、1　DCS 系统与变频器的接口方案

　　DCS 系统与变频器之间的信号总共有11 个,其中开关量信号9 个, 模拟量信号有2 个, 见表1。