節能減排專項工作報告
（編號：j2009001）
#1機組引風機電機變頻改造
發電部2023年03月06日
節能減排專項工作情況表
一、 可行性分析
電動機功率與轉速的立方成正比，變頻調節是電動機節能執行的首選方式，並且陽泉二電和漳山電廠在近兩三年內，選用北京利德華福電氣技術****的高壓變頻器產品對引風機、凝結水幫浦或排粉機的電動機進行了變頻改造。變頻執行的實際節能效果在一定負荷範圍內不錯，同時改造帶來的問題也不容忽視。
（一）引風機變頻器的電氣主接線方式
變頻器的接線方式可分為一拖一和一拖二兩種。一拖一包括工頻/變頻就地手動切換和工頻/變頻遠方手、自動切換兩種方式，為大容量並列執行及重要裝置所選；一拖二為一運一備方式執行裝置所選，一般為全斷路器結構，也有全隔離開關結構定期倒換動力電纜接線的做法（多為凝幫浦所選）。
一拖一工頻/變頻就地手動切換方式是在原斷路器和電動機之間增加由變頻器本體及出入口、旁路三個隔離開關組成的變頻系統後形成的（見下圖）。優點是構造簡單、造價便宜。不足是變頻器的切換需要就地手動操作來實現，且三把刀閘之間需設有可靠的機械閉鎖。
一拖一工頻/變頻遠方手、自動切換方式是在原斷路器和電動機之間增加由變頻器本體及出入口、旁路三個斷路器組成的變頻系統後形成的（見下圖）。優點是在電氣方面能實現一次工頻/變頻切換的遠方和自動操作，電氣閉鎖易於實現。不足是構造複雜，造價昂貴，變頻瞬時切為工頻後對鍋爐系統執行安全影響大，需經試驗確定工頻/變頻切換執行曲線。
（二）引風機變頻改造後的執行方式
1、兩台引風機都為工頻執行方式。
2、兩台引風機都為變頻執行方式。
3、兩台引風機為一工頻一變頻執行方式。
4、單台引風機工頻執行方式。
5、單台引風機變頻執行方式。
（三）引風機的變頻起停方法
1、變頻方式下引風機的啟動操作
1.1確認引風機變頻器的冷卻系統及控制電源、動力電源正常投入。
1.2確認引風機出口擋板全開，風機具備啟動條件。
1.3確認引風機入口擋板、引風機入口靜葉在全關位置。
1.4設定啟動頻率在低限。
1.5合上高壓開關，檢查無異常。
1.6啟動電機變頻器，啟動引風機。
1.7聯開引風機入口擋板。
1.8逐步開啟引風機入口靜葉到全開位置，注意爐膛負壓變化，及時進行調整。
1.9提高變頻轉速，觀察變頻器執行頻率、溫度、電壓、電流值是否正常，並注意爐膛負壓變化。
1.10兩台引風機轉速基本相同，爐膛負壓接近設定值時，投入變頻自動。
2、變頻方式下引風機的停止操作
2.1逐步降低風機轉速至頻率低限，維持爐膛負壓正常。
2.2關閉引風機入口靜葉。
2.3關閉引風機入口擋板。
2.4停止變頻電機執行，觀察執行頻率及輸出電壓等是否降到0。
2.5待執行頻率為0後，斷開高壓開關。
（四）引風機變頻改造後的好處
1、節能方面
以陽泉二電實際執行說明，1a-1b引風機改靜葉調整為變頻調整後，引風機的入口靜葉全開,通過調節變頻器的輸出頻率來改變電機的轉速達到調節爐膛負壓和引風量的目的,在機組低負荷時，節電效果明顯，充分體現了高壓變頻調速系統顯著的優越性。
改造前，引風機在180mw-300mw執行中，風機電流在120a-150a之間，改造後，風機電流在20a-80a之間。
通過對相同負荷率工況下進行的耗量情況統計分析,得出以下結論:
1）低負荷時節電效果顯著,在60%負荷下日節電量在15000kwh,節電率在50%；在70%至80%負荷率時,日節電量在13000kwh左右,節電率在40%左右。
2）高負荷工況下,節電效果下降,通過統計顯示,90%及以上負荷率時,日節電量在4000kwh左右,節電率在10%左右。
若按機組負荷率80%計算，1a、1b引風機每天至少節電10000度，單耗最多降低0.35，至少降低0.2,機組每年執行320天，則每年節電320萬度。
公司綜合電價為0.251元,則預計每年節約電費為320×0.251=80.
32(萬元)。預計四年可收回成本。
2、變頻執行特性較工頻改善方面
1）滿足執行工況的要求，操作靈活方便，響應速度快。
2）效率高，能耗低，節能效益顯著，價效比高。
3）風機變轉速執行的狀態引數如振動、軸承溫度良好，減少機械磨損。
4）啟動轉矩大、電流小，機械特性好。
5）電機拖動風機可實現軟起動（起動電流從零到額定值平滑過渡、無衝擊）和軟制動。並具有飛車啟動功能。
6）系統動態響應速度快，可實現連續調速，調節線性度好，自動投入率高。
7）系統抗干擾能力強，操作方便、工作可靠。
8）採用移相干式隔離變壓器進行輸入側隔離，多重化脈衝整流，系統對電網的諧波汙染小、功率因數高。
9）系統內部採用單旁路技術，降低故障停機時間，提高單元故障下的帶負荷能力。
10）變頻器內保護配置齊全，有執行中開門、冷卻風扇停運、變頻器過熱、輸入電壓過低、負載超速、功率單元異常、接地等各種型別保護，並完全具備對自身及電機的保護功能。
11）具有極強的自診斷和保護功能，能夠對短路、過熱、過電流、過電壓、欠電壓、缺相等故障進行快速有效的診斷和保護。
12）機組執行過程中，由於各種原因發生廠用電切換，會造成控制電源消失，為避免因此使變頻器停電，在變頻器內部配備ups和直流供電。
13）變頻器在設計上，為滿足給水幫浦等大輔機裝置啟動對電網的影響，變頻器在瞬時斷電3秒鐘不停機，母線電壓跌落35％降額執行不停機，電壓正向波動15％範圍內不跳閘；根據需要，還可設定短時停電自啟動功能。減少系統因電網波動引起非停的機會。
14）當變頻器整體故障或控制電源消失或按下緊急停機按鈕時，高壓變頻器高壓開關跳閘，切斷電源，同時參與聯鎖。
（五）引風機變頻改造需解決的問題
1、安全與節能的矛盾問題。
經調研，負荷率在80%以下時節能效果雖然明顯，但經濟成本及效益回籠周期長，給引風機甚至鍋爐的安全執行增加了變頻器自身這一故障環節。
此項問題可以通過選用技術成熟產品、加強裝置維護、提高操作水平來解決。
2、單台引風機變頻器故障跳閘後的操作量大而複雜的問題。
單台引風機變頻器故障跳閘後為了不影響負荷，必須將故障風機切為工頻執行，當故障變頻器恢復正常後則要再次切回變頻執行方式。因為必須停機切換，所以整個故障處理過程要經歷引送風機各起停2次、風煙系統單雙側執行方式切換4次、負荷降為300mw需2次的煩瑣操作。
若待故障變頻器處理好後再以變頻方式啟動，則又延長了低負荷執行時間，付出了影響發電量的代價。
要不就得將正常風機在變頻方式下將頻率固定為工頻50hz，待故障風機工頻啟動後共同用靜葉調整負壓，相當於兩台引風機都為工頻執行方式。在處理中涉及到正常風機由轉速控制向靜葉控制的過渡操作。
此項問題可以通過操作技術培訓、操作票執行、公升級監護等加以解決。
4、一工一變時的引風機搶風問題。
為了在單台變頻器故障時風機能節能執行，需要一工一變的執行方式。但在五種執行方式當中，一工一變執行方式的控制難度為最大，對機組安全執行的威脅也最大。由於兩台並列執行風機的調節原理不同，平衡工作點不易尋找，且抗干擾能力差，所以極易發生搶風和爐膛負壓大幅度波動的危險情況。
陽泉二電廠遇到單台變頻器故障時不採用一工一變執行方式，而採用兩台引風機都切為工頻方式執行；漳山電廠雖制定了以變頻風機調整為主，工頻風機根據負荷風量自平衡調節為輔的控制方案，但實際效果也不理想。所以一般都不長時間採用此種方式執行。
此項問題可以通過加快故障處理、一工一變暫時維持、盡快恢復全變頻執行方式來解決。
5、變頻執行時無功分量偏大、存在諧波影響廠用電網的問題。
陽泉二電存在此類問題，所以需向廠家確認變頻器容量、無功消耗等電氣方面與引風機電機的匹配問題。
6、變頻器功率模件執行溫度高的問題。
陽泉二電發生過因功率模件執行溫度高導致引風機跳閘引發鍋爐滅火的事故。所以功率模件的執行可靠性一定要保證才行。
此項問題可以通過完善冷卻水系統來解決。
7、變頻器控制電源可靠性問題。
控制電源都設為pc和保安兩路，且有ups和直流供電，但漳山電廠也發生過此類問題導致引風機rb，所以也應重視。
此項問題可以通過失電試驗、裝置雙路電源及切換來解決。
8、變頻器的防汙散熱問題。
變頻器的防汙散熱是保證變頻器正常穩定工作的基礎。陽泉二電採用直接風冷的冷卻方式，漳山電廠採用空冷器冷卻方式（即風冷為密閉迴圈並經過空冷器由壓力水冷卻），比較之下，漳山電廠的防汙散熱系統更可借鑑。
我廠是內外水冷型別，此項問題可通過安裝專用房間和空調來解決。
9、兩台引風機的純變頻調節和一工頻一變頻調節的自動特性整定問題。
兩台引風機的純變頻調節自動需做試驗進行引數整定，還比較容易；而一工一變方式的自動特性引數整定則有相當的難度。
還得考慮空預器積灰、鍋爐吹灰掉渣、脫硫系統執行、製粉系統跳閘、rb、鍋爐mft、甩負荷等大小干擾的影響。
此項問題通過定值擾動試驗和不斷的自動優化，也可解決。
11、風機變轉速執行後本體的振動、軸承溫度問題。
風機變頻執行後轉速降低，並不在臨界轉速區域，振動及軸承溫度較工頻會有好轉。
12、變頻器的容量及頻率高低限的限制問題。
因為變頻執行後可節能，所以變頻器的容量可適當選小，但也應考慮單風機變頻執行的出力需要，仍要留有一定裕度。
變頻器低頻的限值設定需考慮對系統負壓的影響、防誤操作、啟動電流的大小、電動機的風扇冷卻能力四方面。
變頻器高頻的限值設定需考慮單風機最高轉速、變頻器的最大輸出容量等因素。
此項問題都可通過除錯來確定具體資料。
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