,將先經(jīng)過空氣預熱器加熱過的熱空氣
,送入爐膛,主要是流化爐內(nèi)物料
,同時提供爐膛下部密相區(qū)燃料燃燒所需要的氧氣
。對于容量較大的流化床鍋爐,還專門設(shè)計有多臺流化風機
,起到流化爐內(nèi)物料的作用
。同時,通過二次風機
,提供補爐內(nèi)燃料燃燒所需要的氧氣并加強物料的摻混
,還對整爐內(nèi)溫度場合的分布。爐膛里燃燒后的煙氣
,通過循環(huán)灰分離器
,飛灰回送裝置等,將燃燒未完充分的煙氣循環(huán)燃燒
,廢氣最后經(jīng)過除塵器
,通過引風機排入大氣中
。
2.2循環(huán)流化床風機系統(tǒng)控制難點:
由于循環(huán)流化床鍋獨特的燃燒特性,使得其對風量和風壓的控制的要求更高:
A
、通過一次風壓與風量的保證物料在爐膛內(nèi)的正常流化
,并要使風量與燃料量相匹配,以保證燃燒的經(jīng)濟性;
B
、必須使引風量與送風量相匹配以維持爐膛壓力在正常范圍內(nèi)(一般為較小負壓)
,以保證鍋爐的安全性
。為了保證物料的流化
,循環(huán)以化床鍋爐所配置的一次風機的風壓都較高
。
循環(huán)流化床鍋爐的燃燒要求以上各風機的風量需要隨時調(diào)整
,以保證鍋爐正常高效燃燒
。但對于傳統(tǒng)設(shè)計上的風機,一般均采用入口導流器(即擋板或者風門)的開度調(diào)節(jié)風壓與風量
。由于一般設(shè)計的風量
、風壓均按需求比額定工況留有較大裕量,因此一般風機選型和電動機的選型偏大
,運行中又由于負荷的變化可能經(jīng)常需要調(diào)節(jié)
,實際風門開度在30%~90%之間調(diào)整,且風門調(diào)節(jié)的風量線性度不好
,在進行風門開度調(diào)節(jié)時經(jīng)常出現(xiàn)風量變化異常情況
,調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度也跟不上,加大了調(diào)節(jié)的難度
。再者通過風門調(diào)節(jié)風量
,使得風機經(jīng)常工作的低效區(qū),浪費大量能源
。
三、循環(huán)流化床風機系統(tǒng)的變頻改造
對于大容量的循環(huán)流化床鍋爐,采用的是雙風機系統(tǒng)
,其可靠性要求與普通煤粉鍋爐相同
,當一臺風機(變頻器)故障時,不至于引起鍋爐滅火
,只是會引起比較大的擾動
,并會甩掉一部分負荷。為將擾動降到最小
,所以對于大容量的循環(huán)流化床風機的一
、二次風機、引風機的變頻改造采用了“一拖一”自動旁路控制系統(tǒng)
,而對于兩用一備用流化風機
,考慮到經(jīng)濟性
,則采用“一拖一”手動旁路的控制系統(tǒng),以下本文簡單介紹HARVEST系列的變頻器及兩種控制系統(tǒng)在循環(huán)流化床風機上的應(yīng)用
。
3.1HARVEST系列高壓變頻器的介紹:

HARVEST系列高壓變頻器典型結(jié)構(gòu)
北京利德華福電氣技術(shù)有限公司的HARVEST系列為單元串聯(lián)多電平高壓變頻器
,采用多個獨立的低壓功率單元串聯(lián)來實現(xiàn)高壓輸出,主要包括移相變壓器與功率單元兩大部分
。并輔以其他控制系統(tǒng)
,如主控箱、PLC等
,讓變頻器的運行狀態(tài)能夠?qū)崟r記錄
,并有完整的保護功能
A、移相變壓器
,主要功能為將輸入電壓降為700V左右的電壓
,供給功率模塊,并通過多重化設(shè)計
,使得變壓器二次側(cè)各繞組的諧波電流相互抵消
,基本上消除了變頻器對電網(wǎng)的諧波污染。
B
、功率單元是整臺變頻器實現(xiàn)變壓變頻輸出的基本單元
,每個功率單元都相當于一臺交-直-交電壓型單相輸出的底壓變頻器,輸出等幅的PWM波形
,但每個功率單元相互間有確定的相位偏移
,串聯(lián)疊加以后,在變頻器輸出側(cè)得到的是正弦階梯狀PWM波
。
C
、變頻器的控制采用DCS遠程控制,通過一路4-20MA模擬量
,直接控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)速
,以達到控制風機風壓、風量的目的
。在DCS側(cè)
,通過自動控制程序,根據(jù)負荷
、爐膛壓力等數(shù)據(jù)進行自動調(diào)節(jié)控制
。
D、變頻器控制電源采用兩路交流220V電源
,兩路電源互為備用
,在其中一路電源失電之后可以進行無擾切換,并將報警信號送至DCS
,方便檢修人員的故障排除
。
E
、變頻器冷卻采用空水冷方式冷卻加空調(diào)輔助冷卻,變頻器散熱的熱風
,通過水冷器進行熱交換
,又回到室內(nèi)繼續(xù)循環(huán),采用空水冷方式冷卻
,變頻器室實際與外界沒有空氣交換
,對變頻器室的環(huán)境起好很好的改善效果,同時
,在后期維護上
,空水冷相對于其他散熱方式,如空調(diào)循環(huán)
,維護量都相對應(yīng)少很多
。在變頻室內(nèi)還安裝有空調(diào),在空水冷設(shè)備正常投入使用的情況下
,空調(diào)只做為備用。
3.2“一拖一”手動旁路變頻改造介紹
,主要應(yīng)用負載為流化風機:

如圖所示
,“一拖一”手動旁路變頻器一次回路由三個手動刀閘構(gòu)成,變頻器輸入刀閘QS1
,變頻器輸出刀閘QS2
,工頻旁路刀閘QS3。并且三個刀閘之間有完整的互鎖功能:變頻器輸出刀閘QS2與工頻旁路刀閘QS3之前的機械互鎖
,其中一個合閘之后
,另一個不能合閘,主要是防止兩個刀閘同時合閘時
,變頻器的反送電
,導致變頻器功率單元的損壞。
循環(huán)流化床鍋爐的流化風機一般是三到五臺
,主要看爐膛及風煙管道的結(jié)構(gòu)及配套風機功率大小
,寶麗華電廠流化風機為三臺,正常運行情況下為兩用一備
,其中備用流化風機變頻器處于熱備用狀態(tài)
,即變頻器的輸入刀閘QS1與輸出刀閘QS2為合閘狀態(tài),且高壓開關(guān)QF在合閘狀態(tài)
,變頻器處于高壓帶電待機狀態(tài)
,在其他兩臺風機或者變頻器如果出現(xiàn)故障時,可以隨時啟動備用風機
,立即投入使用
,再將故障風機退出運行檢修
,檢修完畢后再投入備用。
由于流化風機是兩用一備
,在其出現(xiàn)故障之后可以立即開啟備用風機
,留有充裕的檢修時間,所以考慮到經(jīng)濟狀態(tài)
,采用“一拖一”手動旁路系統(tǒng)即可滿足連續(xù)生產(chǎn)的要求
。
3.3“一拖一”自動旁路變頻改造介紹,主要應(yīng)用負載為引風機
,一
、二次風機:

如圖所示,“一拖一”自動旁路變頻器一次回路由兩個手動刀閘及三個真空接觸器構(gòu)成
,變頻器輸入刀閘QS1
,輸入接觸器KM1,變頻器輸出刀閘QS2
,輸出接觸器KM2
,工頻旁路接觸器KM3。要檢修變頻器時
,可以將手動刀閘QS41與QS42斷開
,形成明顯的斷點,以確保安全
。變頻運行時
,合上KM41與KM42,當變頻器出現(xiàn)故障時
,系統(tǒng)會自動分斷KM41與KM42
,并延時合上KM43,電機以工頻狀態(tài)運行
。
雖然對于雙風機循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)
,其中一臺風機有故障時,鍋爐并不會熄火
,只需要降負荷運行
。為保證系統(tǒng)的連續(xù)運行,引風機
,一
、二次風機采用“一拖一”自動旁路系統(tǒng),在變頻器發(fā)生故障時
,變頻器將自動將KM41與KM42分閘
,并發(fā)“重故障”狀態(tài)信號至DCS,DCS接到變頻器“重故障”狀態(tài)信號之后
,開始發(fā)出關(guān)風門指令
,當風門關(guān)到一定開度時
,變頻器自動合上KM43,此時風機以工頻狀態(tài)運行
。
在經(jīng)過現(xiàn)場多次的試驗后
,當變頻器出現(xiàn)故障時,此時風門開度最好關(guān)到30%左右為最佳值
,此時再將風機以工頻狀態(tài)運行起來
,對整個鍋爐系統(tǒng)的影響最小。在多次試驗風門開關(guān)速度以后
,確定了變頻器故障切換工頻的時間
,即當變頻器出現(xiàn)故障之后立刻開始計時,并分閘KM41與KM42
,同時發(fā)“重故障”信號至DCS
,DCS開始執(zhí)行關(guān)風門邏輯,在經(jīng)過29秒之后
,風門大概關(guān)至30%開度
,此時變頻器自動將KM43合閘,風機恢復工頻運行
。
所以
,對于引風機、一
、二次風機系統(tǒng)來說
,當變頻器有故障時
,只有大概30秒左右的負荷壓力波動時間
,即可以恢復到雙風機運行狀態(tài)。這樣可以保證系統(tǒng)的連續(xù)運行
。
可能對于不同現(xiàn)場來說有不一樣的運行工況
,可能風門的機械動作時間也不盡相同,HARSVERT系列變頻器可以從界面上面自由設(shè)定切換工頻的時間
,以滿足不同現(xiàn)場的工況的要求
。
四、結(jié)束語:
對于寶麗華集團荷樹園電廠變頻器的改造情況來看
,循環(huán)流化床鍋爐風機系統(tǒng)的變頻改造取得了很好的效果
,方便了運行人員的調(diào)節(jié),整個鍋爐運行工況相對于工頻狀態(tài)下穩(wěn)定得多