摘要：本文介紹了東方日立變頻器及其工頻自動(dòng)旁路在鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)思路
關(guān)鍵詞: 東方日立 變頻器 工變頻互切
1引言
隨著節(jié)能降耗建設(shè)節(jié)能性社會(huì)日益深入人心，高壓大功率變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，變頻調(diào)速技術(shù)在火電廠逐漸得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)在送、引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用比較普遍，但應(yīng)用中為確保可靠性多選用手動(dòng)工頻旁路系統(tǒng)，實(shí)踐證明這一方式雖有一定作用，但卻有著重大缺陷，其主要問(wèn)題是切換時(shí)必須停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行。而停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，則將減少30%-40%鍋爐出力，直接影響發(fā)電量，造成電量損失。
為確保風(fēng)機(jī)在變頻調(diào)速狀態(tài)下能夠無(wú)擾動(dòng)的、平穩(wěn)的、切換到工頻調(diào)速狀態(tài)下和在工頻運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)擾動(dòng)的、平穩(wěn)的、切換到變頻運(yùn)行狀態(tài)下，是非常必要的。日常維護(hù)保養(yǎng)和故障處理，均需要這一功能。
2引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的主要技術(shù)要求
引風(fēng)機(jī)是火電廠鍋爐機(jī)組的重要輔機(jī)，一般每臺(tái)爐安裝兩臺(tái)，同時(shí)運(yùn)行，每臺(tái)風(fēng)機(jī)一般能滿足鍋爐額定出力60%的風(fēng)量需要。為了確保汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)，鍋爐機(jī)組則要保持出力穩(wěn)定。要保持鍋爐機(jī)組出力穩(wěn)定，引風(fēng)機(jī)則必須保持穩(wěn)定。從安全滿發(fā)的角度要求，引風(fēng)機(jī)一刻都不能停止運(yùn)行，停止運(yùn)行就將造成減負(fù)荷，就要減少發(fā)電量，就將造成故障和影響發(fā)電企業(yè)效益。這一客觀要求，對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)提出了如下重要技術(shù)指標(biāo)。
（1）可靠性要求。用戶對(duì)電能的質(zhì)量要求是連續(xù)、穩(wěn)定和可靠的。發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)組和鍋爐機(jī)組的運(yùn)行，則必須是連續(xù)、穩(wěn)定和可靠的。這就要求鍋爐引風(fēng)機(jī)必須安全穩(wěn)定，其可靠性必須是100%。
（2）可調(diào)解性要求。鍋爐機(jī)組的燃燒狀況是變化的。隨著電網(wǎng)的需要機(jī)組的負(fù)荷也要發(fā)生變化，鍋爐機(jī)組隨時(shí)需要調(diào)整，因此鍋爐引風(fēng)機(jī)也要隨著鍋爐出力和燃燒狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
可靠性和調(diào)節(jié)性是引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的重要技術(shù)指標(biāo)。
3 不同工頻旁路切換方式比較
為確保引風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行的可靠性，生產(chǎn)改造和新建擴(kuò)建項(xiàng)目中均設(shè)計(jì)有工頻旁路系統(tǒng)，其切換方式有二，一為刀閘切換的手動(dòng)旁路系統(tǒng)，一為開(kāi)關(guān)切換的自動(dòng)旁路系統(tǒng)，現(xiàn)對(duì)兩種切換方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：
（1）刀閘切換的手動(dòng)旁路系統(tǒng)
刀閘切換的手動(dòng)旁路系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是初投資較省；其缺點(diǎn)是只能在斷開(kāi)引風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，停止引風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況下進(jìn)行變頻切工頻或工頻切變頻操作。眾所周知滿負(fù)荷運(yùn)行條件下，是不允許停止一臺(tái)引風(fēng)機(jī)的。只能在低負(fù)荷且經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)度允許時(shí)才能進(jìn)行，否則將影響負(fù)荷造成故障或事故。運(yùn)行中停止一臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行切換，至少要減少鍋爐出力30-40%,亦即將影響發(fā)電機(jī)出力30-40%，這是運(yùn)行中所不允許的。這是刀閘切換手動(dòng)旁路系統(tǒng)的致命缺陷。
（2）開(kāi)關(guān)切換的自動(dòng)旁路系統(tǒng)
開(kāi)關(guān)切換的自動(dòng)旁路系統(tǒng)，主要缺點(diǎn)是初投資較高（只是開(kāi)關(guān)與刀閘的價(jià)差）其優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行中變頻切工頻和工頻切變頻，這一切換過(guò)程是平穩(wěn)的，無(wú)擾動(dòng)的，不影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行，不影響鍋爐負(fù)荷的，是完全適應(yīng)引風(fēng)機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要的，是值得推廣應(yīng)用的。
實(shí)現(xiàn)變頻與工頻的自動(dòng)切換的關(guān)鍵技術(shù)是切換過(guò)程中的同期問(wèn)題，只有具有飛車啟動(dòng)功能的變頻器和工頻變頻切換控制軟件系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)變頻與工頻的自動(dòng)切換。
4 東方日立變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)工頻變自動(dòng)切換
發(fā)電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式是擋板調(diào)節(jié)、雙速電機(jī)配合擋板調(diào)節(jié)、液力偶合器調(diào)節(jié)。近年來(lái)某些運(yùn)行中的火電廠（國(guó)電朝陽(yáng)發(fā)電廠、富春江熱電廠、四川白馬電廠、大唐淮北電廠、國(guó)電云南宣威發(fā)電公司等）從降低引風(fēng)機(jī)單耗，降低廠用，提高調(diào)節(jié)精度出發(fā)，陸續(xù)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，收到了較好效果。但新建、擴(kuò)建電廠在變頻器的應(yīng)用上還有著距離和誤區(qū)。（這主要是缺乏相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，片面考慮初投資，不考慮投運(yùn)后年運(yùn)行費(fèi)對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響所造成的）大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司三期擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，對(duì)雙速電機(jī)、液力偶合器和變頻器進(jìn)行了充分比較論證結(jié)論是：“從降低引風(fēng)機(jī)單耗，降低年運(yùn)行費(fèi)用，降低發(fā)電成本，從“大力節(jié)約能源資源，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)”考慮選用變頻器進(jìn)行引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)是經(jīng)濟(jì)的，是可取的”。從而決定引風(fēng)機(jī)選擇變頻調(diào)速。
高壓變頻器國(guó)際國(guó)內(nèi)品牌眾多，歸結(jié)起來(lái)按其輸出電壓方式分可分為高高型和高低高型；按其中間環(huán)節(jié)類型分可分為電壓源和電流源型；按其電路結(jié)構(gòu)分可分為三電平、SCR/SGCT電流源逆變器型和功率單元電壓串聯(lián)結(jié)構(gòu)型。究竟哪種類型更適合應(yīng)用到引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速呢？經(jīng)過(guò)比較東方日立生產(chǎn)的DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI高高型單元串聯(lián)多電平電壓型變頻器，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：整體效率高，可達(dá)97%（含輸入移相變壓器）；輸入電流諧波＜4%，輸出電流諧波＜2%，無(wú)諧波傷害，對(duì)電機(jī)和電纜絕緣無(wú)損傷；魯棒型無(wú)速度傳感失量控制；125% 1分鐘過(guò)載能力；中、英文語(yǔ)言界面；滿載輸出可以承受30%的電網(wǎng)電壓下降繼續(xù)運(yùn)行；瞬停再啟動(dòng)功能，允許瞬停時(shí)間≤5秒；飛車啟動(dòng)功能，電動(dòng)機(jī)不帶電惰走時(shí)，可自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行；工頻自動(dòng)旁路功能，即工頻變頻可實(shí)現(xiàn)互切，且連鎖風(fēng)機(jī)擋板保持爐膛負(fù)壓穩(wěn)定在允許范圍，這一功能是引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速所必不可少的。
5 工頻自動(dòng)旁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用
應(yīng)用DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI變頻器和東方日立工頻變頻互切控制軟件設(shè)計(jì)了工頻自動(dòng)旁路系統(tǒng)如下圖：
