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引风机变频改造控制方案及故障分析

更新时间:2016-07-05

0 引言

为响应政府号召,某电厂对现有机组环保设施进行烟气超低排放改造,在改造工程中将二期2×600MW超临界燃煤空冷汽轮发电机组4台引风机进行增容改造,并改为变频控制。引风机工频运行时,锅炉负荷变化,炉膛负压通过改变风机静叶角度调节,风机效率低,且从机组的变负荷运行特性和风机负荷设计裕量考虑,风机运行往往偏离理论高效区,增加了厂用电的消耗[1-2]。引风机长时间高速工作,风机叶片磨损大,寿命短,同时增加了检修量和费用[3-4]。当风机转速发生变化时,其运行效率变化不大,当风机转速降低后,其轴功率随转速的三次方降低,引风机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[5-8]。变频调速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来维持炉膛负压的稳定,转速降低,可减轻机械振动和噪声,延长设备使用寿命[9-10]

下游风机受上游风机尾流投影的遮挡情况分为完全遮挡、部分遮挡和没有遮挡3类。考虑下游风机处于多台上游风机的尾流影响范围内,观察下游风机的扫风区域与尾流辐射区域的重合面积。当受到多台上游风机部分遮挡时,对于被遮挡部分的面积分为两部分。此时的尾流效应模型如图2所示。O和O′分别表示投影面以及扫风面圆心;a为投影面和扫风面的交点;d 为投影面与扫风面圆心间距离;d1表示从投影面圆心到两圆交线的垂直长度;Z 为a点到两圆心连线的垂直距离;A1和A2分别为被遮挡部分的左半边和右半边;则遮挡面积Ashad的计算式为

就城市展园而言,游客认为好的展园具有展园创新设计、园艺创新设计、体现所在城市的文化特色、采用新技术和新材料等特点;展园特色不明显、单纯花艺拼接、偏重静态展示、缺乏互动的展园缺乏吸引力,游客对此类城市展园评价不高。

1 改造内容

1.1 电气控制方案

变频调速采用单元机组一拖一手动旁路方式配置,即单机配备1台高压变频器,通过切换高压隔离开关把高压变频器切换至工频电源,系统原理如图1所示。手动旁路柜由3个高压隔离开关组成,其间采用1个双刀双掷隔离开关,实现自然机械互锁。

1.2 DCS控制策略

根据风机的特性要求以及变频器的控制要求,确定DCS系统与变频器之间的信号共15个,其中12个开关量信号,3个模拟量信号,具体测点分配如表1所示。

自动控制方案的被控量炉膛压力的设定值由运行人员在DCS画面进行设定,炉膛压力当前值和炉膛压力设定值的差值作为偏差信号,与作为前馈信号的送风指令微分量叠加后进入PID控制器运算,输出引风机变频器的控制指令,同时引入引风机指令偏置量防止风机失速。通过控制变频器输出频率,实现风机转速的调节从而实现对炉膛压力的调整。由于引风机进行了扩容改造,对原有的静叶调节PID参数以及变频方式下的PID参数均进行整定,使得炉膛负压在合理范围内变化。

图1 电气控制系统原理

表1 DCS信号测点

测 点信号类型测 点信号类型变频器启动DO水冷柜轻故障DI变频器停止DO控制电掉电故障DI变频器故障指示DI水冷柜重故障DI变频器重故障输出DI油变故障报警DI变频器运行DI模拟量给定AO变频器高压就绪DI变频器运行电流AI水冷就绪DI变频器运行频率AI水冷运行DI

[2]侯金彦.引风机变频控制方案的研究与应用[J]. 自动化与仪器仪表,2010,3:85-86.

Step2 修改标号.假定是新产生的一个标号点,检查以为始点的相邻所有弧.如果是一个标号点,就不需要再重新标号.反之,若是一个标号点,需要进行修改,取为

为实现远方对引风机变频器的启停控制及转速调节,DCS画面上相应增加部分内容:(1)变频器启停操作功能块;(2)变频器转速控制功能块;(3)变频器重故障报警块、水冷就绪、油变故障报警块等10个报警点。

2 故障分析

2.1 频率指令信号与显示频率不一致

在3号机组1号引风机变频器调试过程中,手动设定的频率指令与就地变频器显示的频率不一致。将DCS系统设置AO卡件通道输出改为0~52.7Hz,并且变频器控制板接收到的指令信号进行微调后,设定指令与就地接收信号一致。

2.2 变频器频率信号波动致抢风现象

4号机组在运行期间2号引风机变频器频繁退出自动,造成抢风现象。处置措施为将跳自动延时时间改为2s,有效的将跳变信号过滤掉,最后更换变频器控制板后消除故障隐患。

2.3 引风机变频器频繁退出自动造成抢风现象

机组运行期间,3号机组引风机出现抢风现象,1、2号2台引风机出力不一致,检查就地1号引风机变频器频率信号出现波动。将本次改造安装的模拟量输出预制电缆全部更换,消除故障隐患。

3 结语

引风机改造后,在变频方式下炉膛负压控制稳定,达到预期效果。同时由于变频转速调节灵敏度高,使得机组在负荷变化的过程中引风机自动调节能够快速响应。解决了调试和运行初期出现的频率指令信号与显示不一致、频率信号波动、变频器频繁退出自动等问题,提高变频系统的稳定性。

参考文献

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改造前通过引入炉膛负压偏差信号进行PID调节器计算驱动引风机静叶执行器,改造后保留原静叶模拟控制回路,作为工频工况控制方案,增加变频器模拟量控制回路,作为变频工况控制方案。

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[4]胡振国. 双级动调引风机变频改造节能安全运行实践[J]. 电力科技与环保,2016,32(3):56-57.

[5]张天放,陈 娟. 引风机变频器改造控制优化及节能效果分析[J]. 河南科技,2015,(8):56-58.

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常州市科技人才队伍建设已取得一定成效,但与国家创新型城市和苏南国家自主创新示范区建设要求还存在一定差距,仍存在一些亟待解决的问题。

[7]王文宗,蒋建宝. 火电厂引风机变频节能改造技术探讨[J]. 科技创新与应用,2016,(20):102.

[8]郭永明,刘观起. 680MW机组引风机变频改造实践及问题处理[J]. 黑龙江电力,2016,38(4):347-350.

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丘晓春,丁宇鸣,白鹏
《电力科技与环保》 2018年第02期
《电力科技与环保》2018年第02期文献

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