高压变频器在电厂锅炉辅机上的应用

1、工程简介

项目所属为某丰生物科技有限公司自备电厂一期项目，包含两套15MW机组的锅炉系统辅机机组，包含一次风机、二次风机、引风机，给水泵等高压辅机共计9台设备。每台锅炉产气量为120t，同时供给3台汽轮机进行工作，三台汽轮机拖动1#、2#发电机发电，另一台拖动压缩鼓风机运行，传统使用挡板阀门调节压流损失严重，浪费大，已不能满足目前节能增效的要求，而使用变频调速优点日益凸显，实现电机转速连续无级调速，调速范围宽，调节精度高，效率高，实现了电机的软启动，减少了启动冲击及设备磨损，并大大节约了厂自用电电量。针对机组配备的实际情况，选用森兰SBH系列高压变频器，对高压电机进行变频调速改造。

2、项目实施遇到的主要问题和解决方案

由于项目设计为两套锅炉系统，系统的辅机均无备用，即一次风机、二次风机、引风机每台锅炉均只配备一台，这就造成了风机一旦故障停机，就会对锅炉生产甚至锅炉的安全造成威胁，这就对变频器的性能以及安全性是个严峻的考验。经过现场的考察以及公司的研究，决定采用一拖一自动工变频的方案来解决这一问题，方案主回路见下图：

QF:用户侧高压真空断路器；

QS1、QS2手动刀闸开关；

KM1、KM2、KM3真空接触器，互锁及要求：

1:QS1与KM1、QS2与KM2相互联锁，即隔离开关合上后，相对应的真空接触器才能合上，真空接触器断开后，与真空接触相对应的隔离开关才能分合。

2:KM2与KM3互锁，即其中一个合上后，互锁回路的另外一个不能合闸。

合QS1、QS2、、KM1、KM2分KM3、为变频控制模式。电机可有变频器控制调速运行。

合KM3、分KM1、KM2、为工频模式。电机可由QF直接启停并进行保护，变频器可完全和电网脱离。

变频改造后，保留风机水泵的阀门操作系统，变频运行时保证阀门全开，一旦变频器出现故障，短时间内即可由变频自动切换至工频运行，改由阀门控制，来保证锅炉的正常生产。

3、辅机配备以及变频器选型

 

名称	功率	电压等级	电流	选用变频器型号
一次风机	710kw	10KV	53A	SBH-100-710
二次风机	355kw	10KV	27A	SBH-100-355
引风机	630kw	10KV	47A	SBH-100-900
给水泵	630kw	10KV	47A	SBH-100-630

 

根据电机的功率等级选用适合型号的高压变频器，可达到最佳的调速节能效果。

变频器现场布置图如下图：

4、控制方式

采用本地/远程切换的方式对电机运行进行控制，除在变频器就地操作启停调速方式外，正常运行状态下主要通过DCS远程控制对变频器和电机状态进行监控操作，采用DCS集中控制的方式，将高压开关柜、变频器、电机状态均送至DCS进行集中协调逻辑控制，变频器除提供相应的运行状态外，同时提供对电机的系列保护，并将状态送至DCS，实现实时监控安全生产。

5、应用森兰高压变频调速系统产生的效果

1）显著的节能成效，投运后所有的电机运行频率都保持在25-40HZ范围内，而输入电流大部分保持在额定电流的一半以下，相比工频状态，产生了显著的节能效果。

2）改善了工艺。实现了流量压力的自动化控制，对工艺要求实现了更加精准的控制，同时调节工况时只需调节变频转速即可，减少了阀门的使用频率，从而延长阀门寿命降低阀门的故障率；变频启动转速可以从零开始逐渐升高实现软启动，减小启动电机给电网带来的冲击。

3）减少了设备的维护量，变频系统的应用主要为调节转速，可以实现电机的软启动及软停车，降低机械部件的冲击，相应的延长了许多零部件特别是轴承以及密封的寿命。

4）自动工变频的切换保证了设备运行的安全性，同时为电机的运行状态提供实时的监控。操作也由手动改为远程控制，减少了劳动强度的同时也提高了生产效率，为生产的优化提供了保障。

5）变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较，保护功能更多且更灵敏，大大加强了对电动机的保护。

6、结束语

该项目9台设备的投运，是对我公司高压变频器性能的肯定和认可，所有设备均一次性投运，无故障发生，在安全可靠性上做到了绝对的保障，同时在设备通讯、控制、工变频自动切换等多个方面都表现出了优越的性能，设备运行至今状态良好，节能效果明显。

审核编辑：汤梓红