1 引風(fēng)機變頻擴(kuò)容改造背景

　　600MW及以下等級火力發(fā)電機組引風(fēng)機在多年前已經(jīng)采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)方式。多年的運行經(jīng)驗表明，采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)方式不僅較其他調(diào)節(jié)方式具有更優(yōu)良的節(jié)能效果，更加優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能，而且其運行可靠性完全可以滿足火電廠生產(chǎn)的要求。

　　伴隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，環(huán)境污染問題愈發(fā)引起政府和社會的高度關(guān)注，2011年7月環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13223-2011)》，對火電生產(chǎn)的排放指標(biāo)的要求大幅提高。火電廠原來配置的除塵和脫硫系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)不到電力行業(yè) 的排放指標(biāo)要求，對原有機組環(huán)保和風(fēng)煙系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容改造迫在眉睫。過去幾年中電廠積累的高壓變頻器成功運行和維護(hù)經(jīng)驗，堅定了電廠應(yīng)用高壓變頻器的信心。大量電廠在環(huán)保系統(tǒng)和引風(fēng)機擴(kuò)容改造過程中，選擇了引風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)方式。相對與小容量的引風(fēng)機變頻改造而言，采用具有成熟現(xiàn)場改造運行經(jīng)驗的引風(fēng)機變頻調(diào)速成套解決方案將更有利于大容量引風(fēng)機在擴(kuò)容后穩(wěn)定運行。

　　淮北國安電力有限公司分別于2008年5月和2009年8月對兩臺320MW國產(chǎn)火力發(fā)電機組一次風(fēng)機和引風(fēng)機進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。改造完成后，引風(fēng)機綜合節(jié)電率超過30%。在以后幾年的運行中，變頻器運行穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)運行指標(biāo)。2013年11月該公司新增脫銷系統(tǒng)，并采用廣州智光電氣股份有限公司的火電廠引風(fēng)機變頻調(diào)速成套解決方案將#1機組原2×1800kW引風(fēng)機及其配套變頻器擴(kuò)容至2×2300kW。系統(tǒng)投運以來，取得了良好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)運行效果。

　　淮北國安電廠新引風(fēng)機變頻器

　　大唐華銀金竹山電廠分別與2009年11月和2010年6月對三臺600MW火力發(fā)電機組引風(fēng)機進(jìn)行了變頻調(diào)速改造，引風(fēng)機綜合節(jié)電率近30%。2012年12月金竹山電廠采用廣州智光電氣股份有限公司的火電廠引風(fēng)機變頻調(diào)速成套解決方案完成了#1機組引風(fēng)機及變頻器擴(kuò)容改造工作;2013年7月金竹山電廠采用相同的技術(shù)方案完成了#2機組引風(fēng)機及變頻器擴(kuò)容改造工作。兩臺機組引風(fēng)機擴(kuò)容改造工作完成以來，設(shè)備運行穩(wěn)定，排放及節(jié)能指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期效果。

　　金竹山電廠新引風(fēng)機變頻改造現(xiàn)場

　　2 引風(fēng)機變頻擴(kuò)容改造成套技術(shù)方案

　　2.1 新引風(fēng)機主回路

　　新引風(fēng)機主回路圖

　　如上圖所示，6kV電源由進(jìn)線開關(guān)QF1提供，經(jīng)過進(jìn)線刀閘QS1到高壓變頻裝置，變頻經(jīng)過QS2輸出至電動機，當(dāng)QS1閉合，QS2、QS3斷開時，高壓變頻可進(jìn)行空載試運行;同時6kV電源還可以直接經(jīng)過旁路刀閘QS3啟動電機，在變頻退出工作時，引風(fēng)機系統(tǒng)仍可以運行，操作順序為：變頻一旦出現(xiàn)故障，將發(fā)信號發(fā)送給進(jìn)線斷路器QF1，QF1斷開，手動斷開QS1、QS2,同時閉合QS2，再閉合進(jìn)線斷路器QF1，通過旁路啟動電機;其中QS1、QS2與QS3之間有機械和電氣閉鎖，防止出現(xiàn)誤操作;所有刀閘均配有電磁鎖，并配有強解鎖鑰匙，以備緊急之需;所有刀閘的合閘位置、分閘位置接點信號都遠(yuǎn)傳至DCS，每個刀閘配有4常開4常閉輔助接點;旁路柜安裝有帶電顯示器及工頻、變頻運行狀態(tài)指示燈。

　　2.2 變頻器室建筑方案

　　在#1爐A、B引風(fēng)機之間空地上修建一間單層磚混結(jié)構(gòu)的變頻器小室，將A、B引風(fēng)機變頻器均安裝在同一間13×10m(長×寬)變頻器小室。兩臺高壓變頻裝置布置在一個房間內(nèi)，變頻裝置為面對面布置，中間預(yù)留2000mm的距離便于進(jìn)行變頻裝置的操作;變頻裝置后面留有1500mm的檢修通道，左右各留有1500mm的空間，所需冷卻設(shè)備分散布置于小室周邊。

　　金竹山#1機組新變頻器室

　　2.3 變頻器室冷卻方案

　　采用電力空調(diào)運行存在以下弊端：

　　1、電力空調(diào)維護(hù)量較大。變頻器室建于引風(fēng)機旁，緊挨除塵器，灰塵較大，空調(diào)室外機需要經(jīng)常清灰，以保證制冷效果良好。

　　2、電力空調(diào)存在制冷劑泄漏問題，不僅污染環(huán)境，而且泄漏不易被發(fā)現(xiàn)，需要經(jīng)常檢查空調(diào)實際制冷效果，添加制冷劑。

　　3、空調(diào)電源穩(wěn)定性，對變頻器運行穩(wěn)定性影響較大。變頻器運行過程中，空調(diào)電源故障易造成變頻器過溫，甚至超溫跳閘危及機組運行安全。

　　4、空調(diào)啟停與變頻器啟停難以實現(xiàn)自動同步，運行維護(hù)較繁瑣。變頻器停止運行后，如空調(diào)繼續(xù)運行可能造成變頻器凝露(夏天此現(xiàn)象尤易發(fā)生)，危及變頻器再次安全投運，因此變頻器停止運行后10分鐘內(nèi)，應(yīng)停止空調(diào)運行。

　　新變頻器室仍位于引風(fēng)機旁，為避免電力空調(diào)散熱方式存在的弊端，建議新引風(fēng)機變頻室采用2×110kW，2×130kW(可補償式)空氣水冷換熱器,對變頻器小室進(jìn)行分散式冷卻。采用此散熱方式的主要優(yōu)點如下。

　　1、考慮夏季冷卻水溫度高達(dá)35℃，開啟補償工作模式滿足系統(tǒng)冷卻工作要求，冬季所有換熱器均工作在普通模式下降低冷卻能耗。冷卻水管道采用無縫鋼管連接，外部防腐處理，室外連接管道做保溫處理。

　　2、空水冷卻系統(tǒng)帶有獨立的檢測和控制系統(tǒng)，能夠提供完善的控制與保護(hù)。整個變頻室內(nèi)設(shè)有多個溫度探測裝置，實時監(jiān)控室內(nèi)溫度，信號可遠(yuǎn)傳至DCS，變頻器室溫度控制較電力空調(diào)散熱方式精準(zhǔn)。

　　3、空水冷卻裝置與變頻器處于密封狀態(tài)，其工作不受外界灰塵影響，水冷換熱器無需經(jīng)常清灰等維護(hù)工作即可達(dá)到良好的散熱效果。

　　4、空水冷換熱器內(nèi)壓較空調(diào)低，易密封，不易發(fā)生滲漏，即使漏水也不會造成環(huán)境污染。空水冷冷卻裝置不僅設(shè)計有淋水板，能夠完成自動排水，而且還安裝了漏水檢測系統(tǒng)，在空水冷系統(tǒng)漏水時及時向DCS系統(tǒng)報警告知，滲漏易及早發(fā)現(xiàn)。

　　5、空水冷卻裝置設(shè)計有緊急排風(fēng)口，可在冷卻水系統(tǒng)故障(包括空水冷系統(tǒng)電源故障)時打開，確保變頻能夠在一定時間內(nèi)正常運行，為檢修贏得寶貴時間，又不影響機組運行。

　　6、空水冷系統(tǒng)啟停與變頻器啟停準(zhǔn)同步。即變頻器啟動時，空水冷系統(tǒng)自動啟動，變頻器停止運行時，空水冷系統(tǒng)延時5分鐘停止運行，有效控制變頻器溫度，延長器件使用壽命。

　　金竹山#1機組新變頻器水冷系統(tǒng)

　　3 實施效果

　　智光電氣引風(fēng)機變頻調(diào)速成套解決方案在多個現(xiàn)場成功實施，變頻器及配套系統(tǒng)經(jīng)歷了酷暑和嚴(yán)寒的考驗，設(shè)備穩(wěn)定運行不僅為在其他現(xiàn)場推廣積累了寶貴的經(jīng)驗，而且驗證了技術(shù)方案的可行性和合理性。

　　4 總結(jié)

　　智光電氣的引風(fēng)機變頻調(diào)速成套解決方案在多臺600MW和300MW機組成功應(yīng)用，不僅為此方案在其他現(xiàn)場推廣積累了寶貴的經(jīng)驗，而且驗證了技術(shù)方案的可行性和合理性，必將在未來的300MW以上火力發(fā)電機組引風(fēng)機擴(kuò)容改造中做出突出貢獻(xiàn)。






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