变频改造在汽轮机空冷风机及焚烧炉二次风机节能控制上的应用及效果

变频改造在汽轮机空冷风机及焚烧炉二次风机节能控制上的应用及效果

王彦峰刘占斌张志广许文君

（太原市同舟能源有限公司030045）

ABSTRACT：经过一段时间对空冷风机电机运行电流数据收集、分析，以及与现有两台空冷变频电机电流比较，得出结论：空冷风机改变频控制可以有效节电在10%以上；同时，A线焚烧炉二次风机改变频可以消除挡板节流造成的风阻能耗，并且，通过变频调节电机转速调节风量可直接降低风机电耗。Afteraperiodoftimeintheaircoolingmechanicalandelectricalmachinerunningcurrentdatacollection，analysis，andcomparedwiththeexistingtwoemptycoldcurrentfrequencyconversionmotor，drawtheconclusion：aircoolingfanchangingfrequencycontrolcanbeeffectiveenergysavingover10%；Changeatthesametime，Alineofincineratorsecondaryfanfrequencycaneliminatedamperthrottlingwindresistancecausedbyenergyconsumption，andthroughtheinvertercontrolmotorspeedregulatingairvolumecanbedirectlyasreducingpowerconsumption。

Frequencyconversiontransformationinsteamturbineaircoolingfanandfanenergy-savingincineratorsecondarycontrolontheapplicationandeffectof

Yanfengwang

Taiyuantongzhouenergyco.，LTD.，taiyuancity，ShanxiProvincexingouvillagesanitationHaoZhuangtownroadno.1zipcode030045

KEYWORD：frequencyconversionmotor，frequencycontrol，effectiveenergysaving，reducingpowerconsumption

摘要：我公司#2汽轮发电机组空冷凝汽器风机共安装8台风机，其中6台使用YD315S-4/8W双速电机驱动，2台使用YPT280S-4W变频电机驱动。双速电机功率为低速22KW、高速75KW，由电机同组线圈不同线圈抽头及接线方式实现；变频电机功率为75KW，由单一变频电机实现。控制回路图如下：

原双速风机控制功能包括就地和远方控制两种方式，就地控制优先，控制回路包括高速运转机电控制回路和低速运转控制回路；远方控制由就地切换开关操作切换至远方位置，接受由汽机DCS系统操作站电脑输出控制其高速或低速指令，从而控制高、低速继电控制回路，风机速度调节只有高速或低速两种状态。这两种状态相对于当地环境温度的变化，不能通过转速的有效调节来保证排汽压力的情况下，实现节能。为了保证汽轮机组的运行效率提高汽轮机组的排汽真空度，原设计的风机功率配置和控制方式只能对8台风机进行停、低速、高速三种方式组合运行，这三种组合方式在与不同环境温度形成最佳的的对应关系，且使汽轮机组排汽压力达到最佳要求存在较大偏差，造成实际操作调整频繁，同时，也造成风机能耗偏高，尤其在冬季和夏季低温天气，风机三种方式不能对排汽真空进行有效调节，实现风机能耗有效控制，也是造成公司厂用电率35%以上主要原因之一。

A线焚烧炉是公司三台焚烧炉之一，设计焚烧垃圾333t/d，掺烧助燃煤15%，在原设计中，焚烧炉的燃烧控制是通过二次风机出口挡板和再循环挡板实现的，这样挡板的风阻造成二次风机（定速电机风机）能耗的损失，同时，出口挡板和再循环挡板的动作配合电气、机械延时也会影响燃烧调节平稳。

鉴于以上影响企业厂用电率的原因分析，通过对汽轮机组双速风机控制和变频控制的实际电流参数收集核算，得出结论：通过改六台双速空冷风机电机为变频控制可实现节电费用（12.8万元/年）；A线焚烧炉二次风风机电机（额定功率132kw）为定速运行，改为变频器控制并可实现变频调节转速控制入炉风量，降低厂用电率；经公司研究决定进行改造。

具体方案：1、空冷风机电机保持75kw线圈抽头接线方式，按照电机功率设计、制作成套变频控制柜；2、设计制作二次风机变频控制柜，在考虑变频器及控制回路故障状态下，不影响焚烧系统的正常运行，设计工频旁路控制柜，以保证在变频控制故障情况下，及时切换至工频，恢复二次风的挡板调节功能。3、对DCS系统控制站机柜加装相应DI、AI、AO、DO通道模件，组态相应逻辑程序。4、敷设动力电缆、控制电缆、盘柜电缆、电机电缆、控制电缆连接。5、整体调试：就地控制正常、远方控制正常，实现改造要求。

具体技术图纸如下：

一、空冷变频电气控制：

（二）二次风机电机远方控制方式

1、电气运行人员到二次风变频旁路柜确认在变频位置（变频位置灯亮），远方DCS画面显示变频侧。控制电源送电（保险已合上）。

2、通知主控操作二次风机启动（运行指令）风机运行状态（主开关），就地电气人员检查旁路柜主电源带电（柜电源指示灯亮）电压表有电源指示。

3、在变频柜内合变频器主电源，变频器带电，检查盘柜就地/远方开关及指示灯状态，把开关打到远方状态。

4、司炉运行人员点开二次风变频操作画面，二次风变频器的操作界面在运行，运行启动变频器，调整变频器转速（二次风旁路挡板全关，出口挡板全开位置）。

5、停止操作，司炉运行先停变频器，再停风机运行，确认旁路柜主电源停电。如检修，把旁路柜转换开关切至停止位。如需在工频运行，应切到工频位置，并确认运行状态在工频侧，此时操作风机运行指令即把风机启动（工频运行必须用挡板调节风量）。

□改造后效果：

1、2#机空冷岛风扇变频改造前后厂用电量对比

由于2#机空冷岛风机没有装电度表，所以无法将空冷风机具体节电量算出，即经过A线二次风机变频改造和2#机六台空冷风机的变频改造后每天节电约：2970kwh.厂用电率下降1.15%

2、二次风机变频改造前后耗电量对比

2.1二次风机运行参数

平均风量：32000m3/h电机功率：132KW

年运行小时：24×365×0.8=7008h（按运行率80%计算）

2.2改造前耗电量

风量为32000m3/h时平均运行电流145A

有功功率：1.732×0.4×145×0.8≈80KW（电机功率因数0.8）

年耗电量：80×7008=560640KWh

2.3改造后耗电量

风量为32000m3/h时变频器频率为30Hz，平均运行电流40A

有功功率：1.732×0.4×40×0.9≈25KW（变频器功率因数0.9）

年耗电量：25×7008=175200KWh

2.4年节约电量

560640-175200=385440KWh

结束语

从以上运行参数的统计结果显示分析，本次改造在实际运行中达到预期的效果，在满足汽轮机组排汽压力最佳工况的条件下，空冷风机的转速节能控制更加有效、及时、准确，为机组效率的提升提供了可靠的运行方式；同时，有效降低了厂用电，提高了企业经济效益。

参考文献：

[1]根据国家标准GB/T7714—2005《文后参考文献著录规则》，我刊的参考文献著录格式如下：GB/T9969.1－1998工业产品使用说明书总则

[2]GB12668.3-2004调速电气传动系统第3部分：产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法

[3]GB/T14436－1993工业产品保证文件总则

[4]GB/T14549－1993电能质量公用电网谐波

[5]IEEEstd519-19电力系统谐波控制推荐标准

[6]DL/T404-1997户内交流高压开关柜订货技术条件