一.前言： 廣東南海發(fā)電廠位于廣東省佛山市，是廣東省主要的火力發(fā)電廠。在當(dāng)前競價(jià)上網(wǎng)，燃料價(jià)格上漲的嚴(yán)峻形勢下，為提高自身的競爭力，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。在二期擴(kuò)建工程中，鍋爐水煤漿給料系統(tǒng)采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，有力地保障了主設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 二.現(xiàn)有調(diào)速方式的缺點(diǎn)： 在火力發(fā)電廠給料系統(tǒng)中，一般采用直流調(diào)速、滑差調(diào)速兩種傳統(tǒng)的調(diào)速方式。 2.1.直流調(diào)速的缺點(diǎn)： 1.直流電機(jī)體積大，造價(jià)高，安裝拆卸不方便。 2.直流電機(jī)故障率高，電刷與換向器之間容易產(chǎn)生接觸不良，電刷磨損較快，電樞容易短路，維修麻煩，費(fèi)用高。 3.直流調(diào)速可靠性不太好，環(huán)境適應(yīng)性差。當(dāng)環(huán)境比較惡劣時(shí)，水潮氣容易使直流電機(jī)接地短路，使電機(jī)或調(diào)速板燒壞，而調(diào)速板維修又很困難。 4.直流調(diào)速系統(tǒng)性能差，調(diào)速比小，特別是在低速運(yùn)行時(shí)，滿足不了一定的轉(zhuǎn)矩。 5.調(diào)速系統(tǒng)抗干擾性差，直流調(diào)速板附近如果有電磁干擾，調(diào)速板就不能正常工作。 2.2. 滑差調(diào)速的缺點(diǎn)： 1.上料現(xiàn)場粉塵多，電機(jī)常常因粉塵堵塞而燒壞。 2.滑差電機(jī)在運(yùn)行中容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)和同步現(xiàn)象，運(yùn)行維護(hù)量大，維修麻煩。 3.滑差電機(jī)調(diào)速線性能較差，控制精度差，誤差大，難以進(jìn)行給料量精確計(jì)算和控制，從而使燃燒工況不太穩(wěn)定。 4.調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備接線復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)斷線問題，進(jìn)而影響給料機(jī)的正常運(yùn)行。 5.滑差電機(jī)保護(hù)功能單一，經(jīng)常發(fā)生電機(jī)因過負(fù)載而燒毀電機(jī)事件。 6.調(diào)速特性和穩(wěn)定性較差，影響鍋爐機(jī)組的正常工作。 7.滑差調(diào)速電機(jī)效率低，損耗大，容易發(fā)生故障。 三.變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)： 直流調(diào)速和滑差調(diào)速方式已滿足不了現(xiàn)代大型電廠生產(chǎn)發(fā)展的需要。隨著技術(shù)的發(fā)展，變頻器經(jīng)過十幾年的發(fā)展完善，產(chǎn)品性能、可靠性、穩(wěn)定性都有很大的發(fā)展。四方變頻器采用了最新的電力電子器件絕緣柵型雙極晶體管（IGBT），它克服了大功率晶體管存在的二次擊穿現(xiàn)象，充分保證了變頻器的可靠性。在控制方面采用的數(shù)字信號處理器（DSP）運(yùn)算速度高達(dá)16.7MIPS以上，具有32位數(shù)點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算功能，充分保證了變頻調(diào)速大量控制參數(shù)的采集和運(yùn)算以及對外通訊，控制方法上采用無速度傳感器控制，具有很硬的外特性，采用多種優(yōu)良的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全面的保護(hù)功能，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的合理集成和系統(tǒng)的完善設(shè)計(jì)，基本滿足了免維護(hù)的要求。這為變頻控制裝置納入上料控制系統(tǒng)，對降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)可靠性具有極大價(jià)值。 四.應(yīng)用實(shí)例： 在廣東佛山南海發(fā)電廠二期工程上料水煤漿系統(tǒng)配用了四方C320無速度傳感器矢量型變頻器。鍋爐給料變頻調(diào)速系統(tǒng)由PLC、工控機(jī)、I/O采集板卡、通訊網(wǎng)絡(luò)及組件，同操器、操作器、備操器、變頻控制柜、IP44變頻電動機(jī)、螺桿泵等組成。通過控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)對螺桿泵上料的控制，系統(tǒng)具有掉電，過壓，欠壓，過流，缺相及電機(jī)過載自動保護(hù)等功能。同時(shí)根據(jù)反饋量及工藝情況可選擇就地操作、遠(yuǎn)程操作、自動操作等手段進(jìn)行控制，并能與DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊。 螺桿泵的工作原理是：螺桿泵工作時(shí)，液體被吸入后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間，當(dāng)主動螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力，并沿軸向移動。由于螺桿是等速旋轉(zhuǎn)，所以液體出流流量也是均勻的。螺桿泵特點(diǎn)為：螺桿泵能量損失小，經(jīng)濟(jì)性能好，壓力高而均勻，流量均勻，轉(zhuǎn)速高，能與電動機(jī)直聯(lián)。螺桿泵流量是穩(wěn)定的線性流動，具有自吸能力強(qiáng)、吸入高度強(qiáng)，流量與轉(zhuǎn)速正比，借助調(diào)速器可以實(shí)現(xiàn)量的自動調(diào)節(jié)，與變頻器搭配使用取得了非常好的使用效果。 變頻調(diào)速系統(tǒng)電路圖如下所示： 參數(shù)設(shè)置如下： 　　F0.0=1 F0.1=6 F0.4=0001 　　F0.5=0 F0.7=5 F1.15=380 　　F1.16=50 F1.17=210 F1.18=1500 　　F1.20=1. F2.13=0010 F3.6=0 　　F3.8=16 五.出現(xiàn)的問題及解決措施： 螺桿泵變頻器系統(tǒng)在調(diào)試過程中，碰到了機(jī)械共振問題。當(dāng)變頻器調(diào)速到42Hz運(yùn)行時(shí)，測量該電動機(jī)徑向振動快速增加到0.6mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常規(guī)程范圍。變頻器電流急劇上升，給泵體運(yùn)行帶來了嚴(yán)重隱患。對該泵進(jìn)行振動監(jiān)測和分析，當(dāng)工頻運(yùn)行時(shí)運(yùn)行正常，單獨(dú)試電動機(jī)時(shí)也正常。對電機(jī)電氣參數(shù)重新檢查和調(diào)整，重新調(diào)整磁力中心，調(diào)整電機(jī)軸承及聯(lián)軸器上連接螺絲，電機(jī)振動故障仍然存在。再對電機(jī)進(jìn)行升速曲線分析，該電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速和其升速曲線上出現(xiàn)振動峰值的轉(zhuǎn)速過于接近。每個(gè)機(jī)械系統(tǒng)都有一個(gè)固有的振動頻率，就某一個(gè)電機(jī)而言，其固有頻率f和電機(jī)系統(tǒng)的支撐剛度k，電機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量m有關(guān)。當(dāng)電機(jī)和泵體聯(lián)機(jī)時(shí)，應(yīng)將他們視為一個(gè)整體系統(tǒng)來看待。這樣整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)的固有頻率發(fā)生了變化，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)頻和該系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，由于轉(zhuǎn)子不平衡共振將產(chǎn)生異常振動。這樣就出現(xiàn)電動機(jī)單機(jī)試驗(yàn)時(shí)正常，而和泵體試車時(shí)在某一個(gè)速度范圍出現(xiàn)強(qiáng)烈共振的現(xiàn)象。把電機(jī)轉(zhuǎn)子與泵體作為一個(gè)整體系統(tǒng)重新校正其平衡，從而改變其轉(zhuǎn)子質(zhì)量。對螺桿泵基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，從而改變其支撐剛度。通過以上處理措施后，改變了該整體系統(tǒng)的固有頻率，避免在某一個(gè)速度范圍出現(xiàn)強(qiáng)烈共振。從而消除了電機(jī)機(jī)械振動大的故障，機(jī)組能夠安全的正常運(yùn)行. 六. 使用效果： 變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍寬，靈敏度高，線性度可達(dá)0.99，電器控制回路簡單可靠。變頻調(diào)速的電機(jī)效率高，節(jié)能節(jié)電。與滑差調(diào)速相比可節(jié)能20-30%。電動機(jī)只接受頻率可調(diào)的三相電源，省去了機(jī)械變速齒輪裝置。交流電機(jī)安裝在現(xiàn)場，而控制柜安裝在電氣控制室，設(shè)備運(yùn)行條件得到了改善，減少了現(xiàn)場維護(hù)量，給料均勻，燃燒穩(wěn)定，系統(tǒng)自投率大大提高。變頻器啟動時(shí)電機(jī)從零逐步平穩(wěn)上升到所需的轉(zhuǎn)速，沒有任何沖擊，電流從零開始上升，不會超過額定電流，解決了電機(jī)啟動時(shí)的大電流沖擊問題，消除了大啟動電流對電機(jī)，傳動系統(tǒng)和主機(jī)的沖擊應(yīng)力，降低了日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，延長了電機(jī)、螺桿泵的使用壽命。 七.結(jié)束語： 鍋爐上料變頻調(diào)速控制系統(tǒng)克服了鍋爐常規(guī)調(diào)節(jié)方法的缺點(diǎn)，具有節(jié)能、調(diào)速線性、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)性好、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。提高了控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確率、投入率和利用率，提高了能源利用效率，改善了系統(tǒng)運(yùn)行工藝和主氣壓力品質(zhì)。具備了完善的保護(hù)功能和便捷的控制，降低了運(yùn)行成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，是電廠鍋爐給料調(diào)節(jié)系統(tǒng)中最優(yōu)選的方案之一。