一、引言

我國電站鍋爐風(fēng)機(jī)雖已普遍采用了高效離心風(fēng)機(jī)，但實(shí)際運(yùn)行效率并不高。其主要原因之一是風(fēng)機(jī)的調(diào)速性能差，其二是運(yùn)行點(diǎn)偏離風(fēng)機(jī)的最高效率點(diǎn)。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過程中，很難準(zhǔn)確地計(jì)算出管網(wǎng)的阻力。并考慮到長期運(yùn)行過程中可能發(fā)生的各種問題，通?？偸前严到y(tǒng)的最大風(fēng)量和風(fēng)壓作為選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)的設(shè)計(jì)值。而風(fēng)機(jī)的型號(hào)和系列是有限的，往往選不到合適的型號(hào)時(shí)，就往大型號(hào)上靠，因此，電站鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓裕度達(dá)20~30%是比較常見的。

電站鍋爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓裕度以及機(jī)組的調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)相偏離，從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率大幅度下降。一般情況下，采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)，在兩者偏離10%時(shí)，效率下降8%左右；偏離20%時(shí)，效率下降20%左右；而偏離30%時(shí)，效率下降30%以上。對(duì)于采用進(jìn)口風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機(jī)，這是一個(gè)不可避免的損失。因此改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式是提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，降低風(fēng)機(jī)耗電量的最有效途徑。

如果在風(fēng)機(jī)上加裝目前國內(nèi)已經(jīng)普遍采用的變頻器，對(duì)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)以滿足鍋爐負(fù)荷的變化，這樣就能將風(fēng)門的能量損失節(jié)約下來。通過選型調(diào)研，決定采用深圳市微能科技公司生產(chǎn)的WIN-9PF系列大功率變頻器對(duì)35T/h流化床鍋爐的引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)實(shí)行變頻調(diào)速控制，達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能效果。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于35T/h循環(huán)流化床鍋爐采用一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（送風(fēng)機(jī)或一次風(fēng)機(jī)），280kW；一臺(tái)二次風(fēng)機(jī)110kW；一臺(tái)引風(fēng)機(jī)355kW。任何一臺(tái)風(fēng)機(jī)故障都會(huì)造成停爐停機(jī)事故，因此對(duì)調(diào)速系統(tǒng)可靠性的要求非常高。35T/h循環(huán)流化床鍋爐如下圖所示:

為了保證風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，每臺(tái)變頻器都配備有手動(dòng)工頻旁路裝置。當(dāng)變頻器因故障而退出運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)可以通過手動(dòng)切換到工頻運(yùn)行。由于循環(huán)流化床鍋爐的特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)機(jī)故障時(shí)，只要及時(shí)關(guān)閉進(jìn)口風(fēng)門，鍋爐還能在短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)燃燒，不會(huì)引起停爐故障。風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)一次結(jié)線采用標(biāo)準(zhǔn)的“一拖一”帶工頻旁路的設(shè)計(jì)方案，一次系統(tǒng)結(jié)線如下圖所示：

三、應(yīng)用情況

35T/h循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)投運(yùn)后，通過實(shí)際生產(chǎn)期間對(duì)風(fēng)機(jī)工頻起動(dòng)運(yùn)行和變頻起動(dòng)運(yùn)行的大量對(duì)比測試，鍋爐風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速運(yùn)行后有明顯的優(yōu)勢。

1）改善起動(dòng)性能、減小電網(wǎng)沖擊。引風(fēng)機(jī)采用變頻器靜態(tài)起動(dòng)，運(yùn)行人員通過DCS系統(tǒng)緩慢提升轉(zhuǎn)速至工作范圍，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)上升，減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

2）減小了機(jī)械震動(dòng)、噪聲和磨損，提高了運(yùn)行的可靠性，延長了機(jī)械壽命。變頻調(diào)速時(shí)，引風(fēng)機(jī)入口擋板全開，升降轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，慣性力矩減小，各部分力矩為最小，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件磨損最小，環(huán)境噪音降到最低。

3）利用變頻器對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓力、風(fēng)量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過程中平滑靈活可靠，同時(shí)解決風(fēng)門擋板線性差、調(diào)節(jié)延遲問題，特別在點(diǎn)爐初期和低負(fù)荷情況下，變頻調(diào)節(jié)非常方便平穩(wěn)、控制精度高、爐膛負(fù)壓容易控制。與擋板節(jié)流調(diào)節(jié)相比，變頻調(diào)節(jié)明顯改善了調(diào)節(jié)性能。

四、節(jié)能效益分析

在鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行正常，熱負(fù)荷基本相等的工況條件下，對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)采用不同調(diào)節(jié)方式的風(fēng)量、風(fēng)壓、排煙量和耗電量進(jìn)行測試，得出的測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，見下表：

五、投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題及處理辦法實(shí)測

1、由于電站鍋爐離心式送、引風(fēng)機(jī)是大慣量負(fù)載，投運(yùn)中多次出現(xiàn)減速時(shí)直流過電壓。這是因?yàn)槲醇又苿?dòng)單元和制動(dòng)電阻。只有將加、減速時(shí)間延長至300~350秒，并在電機(jī)停止和起動(dòng)時(shí)加直流控制電壓才能解決。

2、投運(yùn)當(dāng)時(shí)正值盛夏，氣溫較高，送、引風(fēng)機(jī)由于功率較大，容易出現(xiàn)熱停機(jī)保護(hù)。后來在控制柜和控制室內(nèi)增加散熱風(fēng)扇予以解決。

六、結(jié)語

實(shí)踐證明，微能大功率變頻器用于電站鍋爐送、引風(fēng)機(jī)變頻器調(diào)速節(jié)能改造，是十分成功的，并取得了良好的節(jié)能效果。其可靠性完全能滿足電站鍋爐風(fēng)機(jī)連續(xù)長時(shí)間運(yùn)行的需要。在風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的節(jié)能改造中有著廣闊的應(yīng)用前景。