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高壓變頻器工變頻自動切換應用改造

文檔作者：楊海龍,張澄,余錦龍文檔來源：內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月10日
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內(nèi)蒙古電力技術
60
 INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
2011年第29卷第3期
高壓變頻器工變頻自動切換應用改造
 Retrofit to Automatic Switchover Application between High-voltage Inverter
 and Fundamental Frequency Converter
楊海龍,張澄,余錦龍
(內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責任公司,內(nèi)蒙古準格爾010300)
摘要]由于高功率變頻器本身元器件的特性、運行工況等原因造成變頻器頻繁故障,導
致發(fā)電廠重要設備停機,直接影響了發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行。為確保風機在變頻調(diào)速狀態(tài)下
能無擾動、平穩(wěn)地切換到工頻運行狀態(tài),提出了增加變頻器旁路開關、修改DCS邏輯來實現(xiàn)
變頻器工變頻自動切換功能等改造方案。經(jīng)模擬風機變頻器故障試驗,進行多次自動切換試
驗并根據(jù)其結果修改邏輯參數(shù)后,最終實現(xiàn)了在各種工況下變頻器自動切換的功能。
[關鍵詞]高壓變頻器;風機;工變頻切換;就地熱控設備;DCS邏輯;負荷試驗;改造方案
文獻標志碼]B
文章編號]1008-6218(2011)03-0060-03
2010年,內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責任公司(以下2現(xiàn)場改造方案
簡稱京泰公司)出現(xiàn)風機變頻器故障達16次。為確
保發(fā)電機組穩(wěn)發(fā)、滿發(fā)并保障風機穩(wěn)定,加裝了1套2.1高壓變頻器電氣一次接線改造方案
工變頻自動切換裝置,該裝置由變頻方式自動切換
高壓變頻器的接線方式為:變頻運行時,從用戶
到工頻方式后,鍋爐系統(tǒng)是否能快速自動響應切換廠用6kV母線高壓斷路器通過隔離刀閘QS1,再經(jīng)
前工況;是否會因自動切換造成鍋爐風壓系統(tǒng)發(fā)生過變頻器,通過雙位置刀閘QS2切換到變頻位置,
擾動導致鍋爐滅火等問題作為此次研究的目的。輸出到電動機。工頻運行時,將QS1斷開,QS2打到
工頻位置,電機實現(xiàn)工頻運行(見圖1)。
1設備運行情況及參數(shù)
改造方案為:新增1臺真空斷路器QF2和2臺
真空接觸器KM1、KM2。變頻運行時,斷開QF2斷路
1.1設備運行情況
器,合QF、QS1、KM1、KM2、QS2;工頻運行時,斷開
京泰公司所用變頻器為東方日立生產(chǎn)的大功率KM1、KM2合QF1、QF2;隔離刀閘QS1、QS2正常運
變頻器。2臺機組共配備4臺一次風機、4臺二次風行時一直處于合位,當變頻器需要檢修時,將隔離刀
機,全部為變頻控制。由于變頻器自身元器件質量不閘QS1、QS2置于分位(見圖2)。
過關,自投產(chǎn)以來共發(fā)生故障20余次故障后,由于2.2就地熱控設備調(diào)整及DCS邏輯
設備及運行人員操作不當?shù)仍蛟斐慑仩t多次滅
京泰公司2臺機組一、二次風機的入口調(diào)門均
火,給公司帶來了巨大經(jīng)濟損失。為徹底解決此問采用 SIPOS專業(yè)型電動執(zhí)行器,共8臺。改造前,風
題,本文提出工變頻自動切換改造及試驗方案。機入口調(diào)門全行程時間為120s左右,均不能滿足
1.2風機技術參數(shù)
需要。因此,做了以下調(diào)整及判斷。
風機型號為RJ29-DW2530F,調(diào)節(jié)方式為入口2.2.1就地熱控設備調(diào)整
調(diào)節(jié)門+變頻調(diào)節(jié)風。風機技術參數(shù)見表1-2。
風機變頻、工頻切換,要求風機入口調(diào)門的動作
收稿日期]2010-12-07修改日期]2011-04-21
作者簡介]楊海龍(1978),男,內(nèi)蒙古人,學士,工程師,從事電廠設備檢修工作。
2011年第29卷第3期
楊海龍,等:高壓變頻器工變頻自動切換應用改造
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表1不同工況下風機性能參數(shù)
驗,可將風機入口調(diào)門更換成具有快開、快關功能的
參數(shù)名稱
TB工況BMCR工況
執(zhí)行器。通過調(diào)整 SIPOS執(zhí)行器參數(shù)后,風機入口
風機入口容積流量/m99.32
77.50
調(diào)門全行程時間調(diào)整至最快50s
風機入口質量流量/kg101.7
7936
2.2.2風機工頻、變頻工況判斷
風機入口溫度/C
33
33
(1)改造前,高壓開關QF1、刀閘QS1、QS2合
風機入口密度/kgm3
1.024
1024
風機入口全壓Pa
-275
-234
閘,判斷風機在變頻工況運行;QF1合閘、QS1、QS2
風機入口靜壓Pa
480
400
均在分閘位時,判斷風機在工頻方式運行。
風機出口全壓/Pa
23810
18718
(2)改造后,高壓開關QF1合閘,旁路刀閘
風機出口靜壓Pa23490
18470
QF2分閘,且KMI、KM2合閘時,判斷風機在變頻方
風機出口溫度/℃60.36
54.83
式運行;高壓開關QF1合閘,旁路刀閘QF2合閘,且
風機全壓升(包括附件損2408
失消聲器阻力
18952
KM、KM2未合閘時,判斷風機在工頻方式運行。
風機靜壓升(包括附件損23970
2.2.3風機工頻、變頻切換
失消聲器阻力)Pa
18870
2.2.3.1畫面操作端修改
全壓壓縮系數(shù)
0.916
根據(jù)變頻器改造后的電器回路及操作端要求,
風機軸功率W2570
1782.1
風機全壓效率85.3
84.
在DCS畫面各風機變頻器開關操作端增加KM、
風機轉速mmin1480
1300
KM2、QF2狀態(tài)顯示,增加工頻啟動指令、工頻停機
表2風機電機技術參數(shù)
指令、工頻切變頻指令、變頻切工頻指令操作端。風
參數(shù)名稱
參數(shù)
機啟動過程中,首先合6kV高壓開關QF1,然后再
電動機形式
臥式
選擇工頻方式或變頻方式啟動,見圖3。
電動機型號
Ys710-4
額定功率W
2900
額定電壓
6000
額定電流/A
307
高壓開關通
(用戶
母線
電動機負載
圖3一次風機變頻控制操作畫面
圖1高壓變頻器接線方式
2.2.3.2風機工頻方式切換變頻方式操作
風機在正常運行過程中,根據(jù)運行工況,需將風
機工頻工況切換至變頻方式。改造前,將風機停運后
手動切換刀閘至變頻方式,然后啟動變頻器。改造
 QFI
 QSI KMI
 KM2 QS2
后,若需工頻切變頻,可直接通過DC畫面變器
 DXNI
一DN2
器自動切換的同時,風機入口調(diào)門全開,變頻器指令
超馳開至切換時對應調(diào)門開度的出力,并將另一側
 OF
風機切至手動狀態(tài)
 DXN3
2.2.3.3風機變頻方式切換工頻方式操作
改造前,風機變頻器發(fā)生故障時,變頻器跳閘,
圖2高壓變頻器改造方案示意圖
同時跳開6kV高壓開關,若將風機由變頻方式切換
到工頻方式運行,則需將風機停運后手動倒換刀閘
速度快,因在此過程中風量變化大,會造成鍋爐爐膛改造后,風機變頻器發(fā)生重大故障時,可自動將變頻
負壓、總風量、1次風量擾動大。致此應要求風機器切換至工頻方式運行或運行人員根據(jù)工況要求將
口調(diào)門迅速動作至目標開度,盡量減小擾動。根據(jù)經(jīng)風機切換至工頻方式,可直接通過風機變頻開關操
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內(nèi)蒙古電力技術
2011年第29卷第3期
作端中“變頻切工頻按鈕進行切換。風機變頻切換線,見圖4
工頻,自動將風機入口調(diào)門超馳關至切換前瞬間變
頻器對應出力的開度。切換過程中,超馳開關指令脈
45
沖時間為20s,這個時間是以風機入口調(diào)門能夠迅
40
速動作至目標開度所需的時間為依據(jù)。
35
2.2.3.4切換失敗
30
若DCS收到變頻器故障信號為1、變頻輸出開
25
關KM1已合閘信號為0時開始計時,如果共計時8
20
s,DCS檢測的變頻旁路開關QF2已合閘信號為0
2030405060708090
則變頻器切工頻失敗,分以下幾種情況作處理:
風門擋板開度
圖4風機頻率對應擋板開度曲線
(1)當前負荷較低:1臺一次風機全速運行能
夠滿足當前負荷運行,控制另1臺一次風機升速到(7)操作過程及時調(diào)整引風機,保證爐出口
50Hz。同時將故障風機的風門全部關閉。
壓力不變。風機工頻運行時,防止低負荷出現(xiàn)喘振。
(2)當前負荷較高:1臺一次風機全速運行不
能滿足當前負荷運行,控制另1臺一次風機升速到3風機變頻器故障試驗
50Hz,控制機組降負荷到1臺一次風機全速運行能
滿足機組安全運行的負荷值,同時將故障風機的風經(jīng)試驗確定參數(shù)后,采取模擬風機變頻器故障
門全部關閉。
試驗。以二次風機為例,風機自動由變頻切換至工頻
2.3一次風機改造后的方案及切換情況
運行時,風機入口調(diào)門迅速關至切換前變頻方式對
2.3.1試驗目的
應出力的開度,待鍋爐總風量與切換前風量的偏差
風機變頻、工頻自動切換時,需根據(jù)當前的給定小于1.5×10m3h時,自動將風機入口調(diào)門投入自
頻率算出當前的風量(頻率和風量成正比),再根據(jù)動?，F(xiàn)場試驗結果證明,當風機變頻器故障切換到工
風機工頻時的風量和風門開度的關系得出變頻器發(fā)頻方式時,風門擋板執(zhí)行機構的響應速度符合要求,
生重大故障后的風門開度,并迅速控制風門關到此從而保證了機組的有功出力不受影響(見圖5)
開度。實測各風機不同頻率下所對應的風量與工頻時
風機入口擋板不同開度下所對應的風量曲線,并進行
對比,找出一一對應點,然后進行實際切換試驗,使風
機在變頻、工頻在線切換過程中實現(xiàn)無擾切換。
2.3.2試驗過程
(1)啟動1臺引風機運行;
(2)變頻啟動1臺一次風機,全開風機入口擋
板、上下二次風調(diào)整門及手動擋板,等風機運行穩(wěn)定
后,記錄當前運行頻率、風門擋板開度、電機電流、風
圖5風機變頻方式切工頻方式操作圖
機出口壓力、爐膛出口壓力。逐步增大風機頻率,每
增大2Hz,記錄1次,直至變頻器運行至50Hz。4結語
(3)變頻器從50Hz逐步減小頻率,每減小2
Hz,記錄1次,直至變頻器關至最小運行頻率(20Hz)
近年來,國內(nèi)循環(huán)流化床發(fā)電機組裝機容量的
(4)將風機由變頻切至工頻運行,等風機運行快速增長代表著國內(nèi)火力發(fā)電技術的發(fā)展方向。目
穩(wěn)定后(入口擋板全關),按上述要求認真記錄1次,前大功率高壓變頻器在300MW以上循環(huán)流化床發(fā)
逐步開大風機入口擋板,開度每增加5%,記錄1電機組一次、二次風機上的節(jié)能改造應用國內(nèi)尚無
次,直至擋板全開。
成功先例,大功率高壓變頻器在京泰發(fā)電公司的應
(5)風機入口擋板從全開位置逐步減小,每減用案例,預示大功率高壓變頻器在大型循環(huán)流化床
小5%,記錄1次,直至全關。
發(fā)電機組的應用前景越來越廣。
(6)繪制擋板開度與電機運行頻率的對應曲
實習編輯:恩格斯格

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