离心一次风机变频改造及带负荷工频/变频互切
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摘 要：为降低燃煤发电厂厂用电率，提高能源转化效率，全面建设优秀节约环保型企业，海勃湾发电厂于2011年12月对#6炉#1、2一次风机进行了电机变频改造。文章闸述了一次风机变频设备的运行方式和功能、变频一次风机运行的安全问题和防范措施，分析阐明了一次风机带负荷进行“工频变频”互切操作的经济收益和改造前后一次风机不同负荷工况下耗电率的变化情况。
关键词：一次风机；变频；工频
海勃湾发电厂#6锅炉（330MW）为哈尔滨锅炉厂有限公司生产的HG-1018/18.58-YM20型亚临界参数、一次中间再热、单炉膛自然循环汽包锅炉，设计燃用烟煤，采用平衡通风，离心一次风机（入口导叶调节）带中速磨正压直吹制粉系统、摆动燃烧器四角切园燃烧方式。一次风机变频改造项目采用北京国电四维电力技术有限公司研发、生产的高压变频器。
1 变频一次风机设备概况
1.1 一次风机参数规范
全压15818.4 Pa；流量230796m3/h；电机及变频器电压6KV；额定电流138.6A。
额定功率1250KW；工频转速1482r/min；变频器容量2000KVA；变频器额定输出电流192A。
1.2 一次风机变频器电气一次系统简图
2 一次风机变频器的运行方式和功能
2.1 变频器的运行方式
2.1.1 正常情况下一次风机变频器高、低压侧开关QF1、QF2及变频器旁路开关QF3分、合闸位置相反，即“变频合闸”位为：QF1、QF2在“合闸位”、QF3在“分闸位”、“工频合闸”位为：QF3在“合闸位”、QF1、QF2在“分闸位”，此操作只需在DCS中一次风机变频操作器上点击“变频合闸”或“工频合闸”即可实现；如变频器既在“变频分闸”位、又在“工频分闸”位，则QF1、QF2、QF3都在“分闸”位。
2.1.2 一次风机正常进行“变频”停运时，此时QF1、QF2开关不断开，即仍处于“变频合闸”位；正常进行“工频”停运时，此时QF3开关不断开，即仍处于“工频合闸”位。
2.2 变频器的功能
2.2.1 正常情况下一次风机变频器随时可使运行人员方便、快捷、直接、可靠的进行“变频切工频”、“工频切变频”的切换，且开关切换时间仅为几十至几百毫秒。
2.2.2 进行一次风机“变频切工频”切换操作后，该一次风机自动进入工频全速运行，此切换全过程从风机当前变频输出升至工频、加上开关切换时间，用时不超过10S钟。
2.2.3 一次风机变频器重故障跳闸时，变频器自动断开QF1、QF2开关，自动合上QF3开关，实现“工频合闸”，此时运行人员可快速地在DCS上进行一次风机的“工频启动”，为事故处理赢得争取时间。
2.2.4 一次风机变频器设有“急停”按钮，紧急情况或故障情况下，运行人员手动点击变频器柜体或DCS上变频器手操器中的“急停”按钮，此时6KV电源开关、QF1、QF2开关断开。
2.2.5 分别经过空载和带载试验观察得出：一次风机“变频切工频”或“工频切变频”切换过程对6KV母线电压基本无影响。
3 变频一次风机存在的安全问题及防范措施
3.1 电机低频运行振动大
2012年3月9日-4月2日期间，因蒙西电网包头至德岭山线路切改，海勃湾电厂#6机组一直进行深度调峰，全天最低负荷常低至135MW，此时变频一次风机频率降低至30～32HZ时，就地检查电机及风机振动和噪音均增大，查阅风机振动速率的历史趋势发现：在一次风机低频运行时，振动速率由正常时的0.5mm/s迅速增长至1.4-1.8mm/s，经调整增加频率后，此现象消失。
两并联运行的一次风机在其中一台进行带负荷“变频切工频”或“工频切变频”的操作时，可能发生“失速抢风”现象，或由于切换过程中人员调整方法不当，使一次风压大幅波动而直接影响锅炉燃烧。
3.3 安全防范措施
3.3.1 通过试验确定风机低频运行振区，在日常运行中，协调本厂各运行机组间负荷，使得一次风机变频运行中避开“低频”振区。
3.3.2 在运行中进行带负荷“变频切工频”或“工频切变频”操作时，先投入下层3支油枪做好稳燃工作，然后运行人员根据母管一次风压调整变频输出的同时调整一次风机出口挡板，并手动将母管一次风压波动范围控制在1～2Kpa以内，就可保证不发生失速抢风现象和对锅炉燃烧的影响。
4 一次风机变频改造后的节能分析
4.1 一次风机“停运风机切换工频变频方式”与带负荷“工频变频”互切情况对比：
4.1.1 停运风机切换工频变频方式
2012年2月15日，6号机组启动后发电机“进相试验”时进行两台一次风机“变频切工频”操作，采取方法是停运工频风机，切至变频方式，然后再变频启动风机，整个操作过程用时45分钟，锅炉稳燃用油3.12吨。
4.1.2 带负荷“工频变频”互切
2012.2.15，6号机组启动后发电机“进相试验”完毕，负荷180MW时进行两台一次风机带负荷“工频切变频”操作用时仅3分钟，稳燃用油0.08吨；此外在12年春查中，对一次风机变频器风扇电机进行检查前后，均带负荷进行过“工频变频”互切操作，操作用时均在3分钟以内，因而锅炉稳燃用油量也就很少。
结论：运行中带负荷进行“工频变频”切换操作远比通过停运、启动风机进行切换操作安全、经济。
4.2 不同工况下一次风机工频/变频运行时耗电率对比
5 结束语
一次风机变频改造后，因6KV变频器有一定的耗电率，因而除在100%负荷工况下变频运行没有工频运行经济，在其它负荷工况下均收到了节能效果。
我厂于2012年年初对#5炉两台一次风机也进行了变频改造，运行稳定且带负荷“工频变频”互切正常。
参考文献
[1]刘家钰.电站风机改造与可靠性分析[M].中国电力出版社，2003.