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鍋爐風(fēng)機(jī)變頻改造后安全與節(jié)能運(yùn)行
發(fā)布時(shí)間:2013-05-26 08:01 來(lái)源:未知
0、引言
鍋爐風(fēng)機(jī)是消耗廠用電較多的設(shè)備,目前有很多電廠在原軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜葉調(diào)整的基礎(chǔ)上增加了電機(jī)變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng),節(jié)能效果比較明顯。但由于原設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性是基于風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)動(dòng)、靜葉調(diào)整,在加入風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整后,其流量與壓力關(guān)系曲線和穩(wěn)定運(yùn)行的區(qū)域就會(huì)發(fā)生變化,特別是并列運(yùn)行的風(fēng)機(jī)就會(huì)在一些特定的工況下出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)行現(xiàn)象。在事故工況下的調(diào)整與控制也存在差異,相關(guān)邏輯也必須進(jìn)行相應(yīng)的修改。同時(shí)在節(jié)能運(yùn)行方面,有關(guān)參數(shù)的控制也要進(jìn)一步的優(yōu)化,使變頻改造的風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果發(fā)揮得更好。
1、改造前風(fēng)機(jī)規(guī)范及運(yùn)行工況
國(guó)電常州發(fā)電有限公司600MW機(jī)組配置的引風(fēng)機(jī)為成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的導(dǎo)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī),其型號(hào)是AN35e6 (V19+4),風(fēng)量為476.6m3/s,出口風(fēng)壓5530Pa,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速597r/min,額定功率2900kW。送風(fēng)機(jī)為上海鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī),其型號(hào)是FAF26.6-14-1,風(fēng)量為251.13m3/s,出口風(fēng)壓4.04KPa,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速985r/min,額定功率1400kW。在正常運(yùn)行時(shí)引風(fēng)機(jī)以控制爐膛負(fù)壓的設(shè)定值投入自動(dòng),送風(fēng)機(jī)以控制送風(fēng)母管壓力的設(shè)定值投入自動(dòng)。引風(fēng)機(jī)的廠用電率一般在0.65~0.69%,送風(fēng)機(jī)的廠用電率一般在0.16~0.17%。
2、風(fēng)機(jī)的變頻改造
2007年10月我廠在#1機(jī)組大修時(shí),將引、送風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變頻改造,同年12月底峻工。在風(fēng)機(jī)的冷態(tài)調(diào)試過(guò)程中按變頻器廠家的要求,以下列步驟進(jìn)行操作:運(yùn)行人員啟動(dòng)變頻器,變頻控制器在90秒內(nèi)自動(dòng)將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速的30%,引風(fēng)機(jī)為175r/min,送風(fēng)機(jī)為295r/min;風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行后延時(shí)15秒聯(lián)開(kāi)送風(fēng)機(jī)出口擋板、引風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板。當(dāng)風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)啟且風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至初始轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,將送、引風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜調(diào)分三步(30、60、100%)開(kāi)至100%。變頻控制的調(diào)整范圍在10H2~50HZ,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為20~100%的電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。
2.1風(fēng)機(jī)變頻投用后的現(xiàn)象
在2008年1月#1機(jī)組大修后啟動(dòng)時(shí),引、送風(fēng)機(jī)投入變頻運(yùn)行,并按變頻廠家的要求進(jìn)行操作,但在鍋爐點(diǎn)火到并網(wǎng)帶150MW負(fù)荷的過(guò)程中,送風(fēng)機(jī)多次發(fā)出喘振報(bào)警信號(hào),風(fēng)機(jī)變頻器和電機(jī)電流發(fā)生較大幅度的波動(dòng),二側(cè)送風(fēng)機(jī)的電流交替變化,風(fēng)機(jī)就地有異常聲響,其現(xiàn)象與風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)的屏壓搶風(fēng)現(xiàn)象相同。運(yùn)行人員進(jìn)行關(guān)小送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉提高電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行調(diào)整,直到喘振信號(hào)消失,電流穩(wěn)定并調(diào)整二側(cè)電流平衡。在機(jī)組150~400MW升負(fù)荷的過(guò)程中也同樣出現(xiàn)以上現(xiàn)象,但頻次較前工況少,進(jìn)行相同調(diào)整后趨于穩(wěn)定。
引風(fēng)機(jī)在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中也發(fā)生類(lèi)似現(xiàn)象,但運(yùn)行不穩(wěn)定階段在后期,就是機(jī)組負(fù)荷在300~450MW工況時(shí),波動(dòng)時(shí)二側(cè)引風(fēng)機(jī)電流交替變化,爐膛負(fù)壓變化較大,進(jìn)行關(guān)小靜葉提高風(fēng)速后逐漸穩(wěn)定,但調(diào)整二側(cè)風(fēng)機(jī)出力平衡時(shí)較困難,有時(shí)要反復(fù)幾次才能調(diào)整穩(wěn)定。
機(jī)組正常運(yùn)時(shí),送、引風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜葉開(kāi)度100%用變頻調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速,若機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況比較平穩(wěn),但在機(jī)組變負(fù)荷時(shí)也會(huì)出現(xiàn)并列風(fēng)機(jī)擾動(dòng)的情況,機(jī)組負(fù)荷越低出現(xiàn)的幾率愈多。
2.2風(fēng)機(jī)變頻不穩(wěn)定運(yùn)行原因分析
在風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻改造后保持動(dòng)靜葉開(kāi)度不變,通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整風(fēng)量其風(fēng)機(jī)的運(yùn)行區(qū)域是否在穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行,一般電廠在改造前都未進(jìn)行過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)測(cè)試,變頻器生產(chǎn)廠家更難提供相關(guān)的數(shù)據(jù),總認(rèn)為進(jìn)口節(jié)流都會(huì)產(chǎn)生損失。這對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)可能是對(duì)的,但對(duì)導(dǎo)葉和動(dòng)葉調(diào)整的軸流風(fēng)機(jī)就不一定正確。原風(fēng)機(jī)運(yùn)行性能曲都是基于風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速工況,理論上講,風(fēng)機(jī)的動(dòng)、靜葉在任何開(kāi)度下運(yùn)行也不會(huì)進(jìn)入失速區(qū)域運(yùn)行,在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口擋板狀態(tài)、系統(tǒng)阻力正常和所有動(dòng)靜葉片開(kāi)度一致的前提下,風(fēng)機(jī)都會(huì)在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,風(fēng)機(jī)本身和整個(gè)軸系的振動(dòng)都不會(huì)超出正常范圍。
3.風(fēng)機(jī)變頻的運(yùn)行調(diào)整
我廠在風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時(shí),發(fā)現(xiàn)了上述的不穩(wěn)定工況,在風(fēng)機(jī)冷態(tài)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行了變風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜葉開(kāi)度、變電機(jī)轉(zhuǎn)速和不同工況下,風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜葉開(kāi)度的匹配試驗(yàn),找出風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的工況點(diǎn),同時(shí)測(cè)試風(fēng)機(jī)在相同開(kāi)度不同轉(zhuǎn)速和相同轉(zhuǎn)速不同開(kāi)度運(yùn)行時(shí)的電流變化,找出最節(jié)能運(yùn)行的工況點(diǎn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。
表1風(fēng)機(jī)冷態(tài)運(yùn)行相同轉(zhuǎn)速不同開(kāi)度的參數(shù)變化
在風(fēng)機(jī)冷態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,我們?cè)跈C(jī)組啟動(dòng)到正常運(yùn)行后,控制不同的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和動(dòng)、靜葉開(kāi)度,運(yùn)行工況穩(wěn)定。在變頻方式投入轉(zhuǎn)速自動(dòng)的工況下未發(fā)生風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定現(xiàn)象,且節(jié)能運(yùn)行效果較好。
3.1風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行措施
送風(fēng)機(jī)在初始風(fēng)量至150MW負(fù)荷時(shí),動(dòng)葉開(kāi)度在40~60%之間,150~300MW負(fù)荷時(shí),動(dòng)葉開(kāi)度在50-70%之間,300~500MW負(fù)荷時(shí),動(dòng)葉開(kāi)度在55~75%之間,500~550MW負(fù)荷時(shí),動(dòng)葉開(kāi)度在60~80%之間,550~600MW負(fù)荷時(shí),動(dòng)葉開(kāi)度在65~85%之間。在機(jī)組增、減負(fù)荷時(shí)送風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉要跟蹤調(diào)整,并注意變頻自動(dòng)的動(dòng)作情況。
引風(fēng)機(jī)在初始風(fēng)量至150MW負(fù)荷時(shí),靜葉開(kāi)度在45~60%之間,150~300MW負(fù)荷時(shí),靜葉開(kāi)度在50~70%之間,300~500MW負(fù)荷時(shí),靜葉開(kāi)度在60~80%之間,500~550MW負(fù)荷時(shí),靜葉開(kāi)度在70~80%之間,550~600MW負(fù)荷時(shí),靜葉開(kāi)度在70~85%之間。在機(jī)組增、減負(fù)荷時(shí)引風(fēng)機(jī)的靜葉要跟蹤調(diào)整,并注意變頻自動(dòng)的動(dòng)作情況。
在風(fēng)機(jī)投入變頻自動(dòng)運(yùn)行時(shí),原則上按二側(cè)風(fēng)機(jī)的電機(jī)電流(二次電流)平衡為依據(jù),用調(diào)整動(dòng)、靜葉的方式維持電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)電流的平衡;在調(diào)整風(fēng)機(jī)電耗方面,以變頻器電流(一次電流)為依據(jù),不同負(fù)荷工況下,在上述送、引風(fēng)機(jī)動(dòng)、靜葉的規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,使變頻器電流最小,電耗最低;
3.2變頻工下的故障處理
在風(fēng)機(jī)變頻投入自動(dòng)時(shí),若因自動(dòng)調(diào)節(jié)故障,任一側(cè)風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng)跳至手動(dòng)(如送風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令偏差100r/min,引風(fēng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令偏差50r/min時(shí)自動(dòng)跳至手動(dòng)),調(diào)整不能重新投入自動(dòng)時(shí),應(yīng)同時(shí)解列二側(cè)風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng),調(diào)整二側(cè)風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同后,投入動(dòng)(靜)葉自動(dòng),規(guī)定:
(a)運(yùn)行中不允將二臺(tái)送風(fēng)機(jī)投入一側(cè)動(dòng)葉自動(dòng),一側(cè)變頻自動(dòng)的方式。同樣二臺(tái)引風(fēng)機(jī)也不允許投入一側(cè)靜葉自動(dòng),一側(cè)變頻自動(dòng)的方式;
(b)在任一送風(fēng)機(jī)變頻不能投入自動(dòng)時(shí),應(yīng)將二側(cè)送風(fēng)機(jī)都投入動(dòng)葉自動(dòng),在任一引風(fēng)機(jī)變頻不能投入自動(dòng)時(shí),應(yīng)將二側(cè)引風(fēng)機(jī)都投入靜葉自動(dòng);
(c)在送風(fēng)機(jī)投入變頻自動(dòng)時(shí),引風(fēng)機(jī)可以投入靜葉自動(dòng),反之亦然;
(d)允許在短時(shí)間內(nèi)送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)一側(cè)投入變頻(或動(dòng)、靜葉)自動(dòng),另一側(cè)送、引風(fēng)機(jī)在手動(dòng)方式下運(yùn)行,但應(yīng)注意二側(cè)風(fēng)機(jī)的出力平衡,若長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行(超過(guò)一小時(shí)),應(yīng)保持同類(lèi)風(fēng)機(jī)在同樣的調(diào)節(jié)方式下運(yùn)行。
3.3運(yùn)行中的相關(guān)參數(shù)
運(yùn)行中經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)過(guò)探索,對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整找出了穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn),其參數(shù)如表2,表3。
4、結(jié)束語(yǔ)
在按上述運(yùn)行方式調(diào)整后,不但保證風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)也滿(mǎn)足了節(jié)能降耗的目的,經(jīng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整后,風(fēng)機(jī)電耗有明顯的下降,2010年6~12月份送風(fēng)機(jī)廠用電率為0.1%,引風(fēng)機(jī)廠用電率為0.45%,在同類(lèi)型機(jī)組中處于領(lǐng)先地位。
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