一、背景介紹
國內(nèi)很多發(fā)電廠內(nèi)的引風(fēng)機(jī)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(hù)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(jìn)行變頻改造可以有效降低維護(hù)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(jī)在電廠工藝流程圖中的位置如下：
引風(fēng)機(jī)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(hù)成本，因此對原有落后的調(diào)速方式進(jìn)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(jī)與電機(jī)的距離較遠(yuǎn)，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(yán)重影響生產(chǎn)。
4)液力耦合器整機(jī)效率低，調(diào)速本身的損耗大、需要經(jīng)常換油，維護(hù)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(tuán)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(jī)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。
此次改造目標(biāo)為該電廠1#鍋爐的1#和2#引風(fēng)機(jī)，這兩臺電機(jī)參數(shù)一樣，電機(jī)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(rèn)方案如下：
拆除原有的液力耦合器，加裝鋼性連接軸，對電機(jī)進(jìn)行變頻改造，帶有一拖一手動旁路柜。示意圖大致如下：
圖三：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：
圖四：一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(yuǎn)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(jī)d-q軸數(shù)學(xué)方程式解析，對電機(jī)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(dá)到模擬自然解耦的直流電動機(jī)的控制效果。
a.這種控制方式，調(diào)速精度可以達(dá)到0.01HZ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于液耦的調(diào)速精度，減少了負(fù)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(dá)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(fù)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(hù)成本高。
.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(jī)、泵類的機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)的電機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)旋轉(zhuǎn)速度的狀況下啟動變頻器，變頻器自動進(jìn)行頻率搜索，直至搜索到與電機(jī)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(jī)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(hù)。據(jù)某電廠反映，給水泵采用的進(jìn)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、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(jìn)、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(jī)的應(yīng)用要求!
（轉(zhuǎn)載）
