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1引言
　　兗礦科澳鋁業(yè)有限公司是兗礦集團(tuán)與澳大利亞龍澳國(guó)際發(fā)展有限公司合營(yíng)的大型煤-電-鋁聯(lián)產(chǎn)企業(yè),。南屯電廠為兗礦科澳鋁業(yè)有限公司下屬生產(chǎn)單位,，電廠自備發(fā)電機(jī)組為燃燒低熱值燃料的綜合利用電廠，采用的生產(chǎn)工藝均為節(jié)能,、降耗,、低污染的清潔生產(chǎn)工藝。
　　兗礦科澳鋁業(yè)有限公司南屯電廠3×220t/h鍋爐煙氣脫硫（EPC）總承包工程采用洛陽(yáng)天譽(yù)公司具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TY-Ⅱ型氨-硫酸銨濕式煙氣脫硫脫氮工藝技術(shù),。該脫硫系統(tǒng)總處理煙氣量為780000m3/h,，其中入口煙氣溫度為180℃，入口煙氣中SO2的濃度為1789mg/Nm3,，出口煙氣中SO2的濃度小于等于100mg/Nm3,，脫硫系統(tǒng)出口煙氣中含氨量小于等于10ppm，系統(tǒng)新建一套硫酸銨回收裝置,，年可回收硫酸銨達(dá)近萬(wàn)噸,。
2增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行簡(jiǎn)介
　　南屯電廠鍋爐配套煙氣脫硫項(xiàng)目工程中，電廠鍋爐進(jìn)行脫硫系統(tǒng)（FGD）改造后,，每套FGD裝置進(jìn)口原煙氣側(cè)（高溫?zé)煔鈧?cè)）配置了兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī),，一用一備,，用于克服FGD擋板、吸收塔及內(nèi)部部件引起的煙氣壓降,，脫硫煙氣壓力控制系統(tǒng)根據(jù)原煙氣擋板前的壓力,，通過(guò)PID控制增壓風(fēng)機(jī)的葉片角度，來(lái)控制送入FGD系統(tǒng)的煙氣速度,，保證原煙氣擋板前的壓力穩(wěn)定在設(shè)定值,，以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化。脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)工藝流程圖如圖1所示,。

　　增壓風(fēng)機(jī)出力調(diào)整采用通過(guò)改變風(fēng)機(jī)的葉片的角度來(lái)調(diào)節(jié),。通過(guò)改變風(fēng)機(jī)靜葉的角度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量盡管比一般采用控制入口擋板開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)節(jié)有一定的節(jié)能效果，但是節(jié)流損失仍然很大,，特別是低負(fù)荷時(shí)節(jié)流損失更大,，另由于節(jié)流調(diào)節(jié)，存在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中振動(dòng),、躁音等問(wèn)題,。同時(shí)異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流一般達(dá)到電機(jī)額定電流的6～8 倍，對(duì)廠用電形成沖擊,，同時(shí)強(qiáng)大的沖擊轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命存在很大的不利影響,。
　　由于目前增壓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)方式不能很好的滿足鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)定性運(yùn)行需要，所以電廠考慮對(duì)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)性能和節(jié)能改造,，來(lái)滿足機(jī)組整體調(diào)節(jié)性能需要,。
　　在風(fēng)機(jī)的各種調(diào)節(jié)方式中，變頻調(diào)節(jié)應(yīng)用較為廣泛,。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí),，其運(yùn)行效率變化不大，其流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低后,，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的三次方降低,，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的電機(jī)所需的電功率亦可相應(yīng)降低。故考慮采用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)對(duì)增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的線性調(diào)節(jié),，平移風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性曲線,，避開(kāi)失速區(qū)，同時(shí)能取得較好的節(jié)能效果,。
　　針對(duì)上述情況,，南屯電廠領(lǐng)導(dǎo)對(duì)脫硫設(shè)備增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，在節(jié)約成本的策略前提下,，考慮到國(guó)產(chǎn)高壓變頻器設(shè)備水平已接近國(guó)際水平,，能滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝運(yùn)行要求,，進(jìn)行性價(jià)比比較，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo),，采用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的風(fēng)光牌JD-BP37-900F型高壓變頻調(diào)速器對(duì)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造,，采用“一拖二”控制，改造取得了成功?，F(xiàn)場(chǎng)#1,、#2增壓風(fēng)機(jī)完全相同，其中#1增壓風(fēng)機(jī)參數(shù)如下表1所示,。

3風(fēng)光牌JD-BP37-900F 高壓變頻器技術(shù)參數(shù)
　　山東新風(fēng)光是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),， JD-BP37系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無(wú)速度矢量控制技術(shù),、功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，其諧波指標(biāo)小于IEE519-1992的諧波國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),，輸入功率因數(shù)高,，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸入諧波濾波器,、功率因數(shù)補(bǔ)償裝置和輸出濾波器,；不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音,、輸出dv/dt,、共模電壓等問(wèn)題，可以使用普通的異步電機(jī),。
　　風(fēng)光牌高壓變頻器為高--高電壓源型模式,，由移相變壓器，功率單元和控制器組成,。JD-BP37-900F高壓變頻器采用30脈沖整流,，功率單元每相采用5個(gè)功率單元串接組成，三相共15個(gè)單元,；輸出相電壓為11 電平,，輸出線電壓 21 電平，功率單元旁路單元采用可控硅作為旁路器件,。不降額運(yùn)行,，同一相允許1個(gè)被旁路掉的功率單元?？刂破鞑糠忠愿咚傥⑻幚砥鲗?shí)現(xiàn)控制以及與子微處理器間進(jìn)行通信,。風(fēng)光高壓變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)，互換性好,、維修簡(jiǎn)單,。JD-BP37-900F高壓變頻器主要技術(shù)參數(shù)如下表2所示,。

4 增壓風(fēng)機(jī)變頻改造方案主回路
　　南屯電廠機(jī)組脫硫系統(tǒng)有兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，一用一備,，變頻器控制增壓風(fēng)機(jī)采用一拖二控制,，自動(dòng)旁路方案。
4.1改造主回路
　　兩臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)分別由高壓變頻器拖動(dòng),，一拖二自動(dòng)旁路方案如下：

　　此方案系統(tǒng)由三大部分組成：高壓變頻器,，隔離變壓器，兩個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜,。隔離變壓器保證不同系統(tǒng)間的相互隔離,；輸出不需額外加濾波器，保證原電機(jī)不改動(dòng)：同時(shí)變頻器發(fā)生故障,，可進(jìn)行自動(dòng)切換至工頻旁路,，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行。一拖二自動(dòng)旁路主回路控制如圖2所示,。其基本原理如下：
　　QS1與QS2間進(jìn)行互鎖,，QS3與QS4間進(jìn)行互鎖，當(dāng)#1電機(jī)變頻時(shí)合QS1,、QS3,，斷QS2、QS4,、QS6,；當(dāng)#2電機(jī)變頻時(shí)合QS2、QS4,，斷QS1,、QS3、QS8,。為了維修KM5,、KM6方便，在KM5,、KM6兩端加了兩個(gè)刀閘,。
　　如果#1機(jī)工作在變頻狀態(tài)，#2機(jī)可以工作在工頻狀態(tài)或備用狀態(tài),；相反如果#2 工作在變頻狀態(tài),，則#1 可以工作在工頻狀態(tài)或備用狀態(tài)；如果檢修變頻器,，斷開(kāi)QS1-QS4,，兩臺(tái)負(fù)載#1、#2都可以工頻運(yùn)行。該接線方案無(wú)論#1機(jī)或#2機(jī)工作都能實(shí)現(xiàn)變頻－>工頻或工頻－>變頻的切換,。運(yùn)行中,，若變頻增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)發(fā)生故障（6kV斷路器保護(hù)跳閘或變頻器故障停機(jī)），能夠在變頻器退出運(yùn)行后,，自動(dòng)投入工頻,，由現(xiàn)有系統(tǒng)的“備自投”開(kāi)關(guān)選擇“自動(dòng)”或“手動(dòng)”。
4.2變頻器I/O接口配置
　　現(xiàn)場(chǎng)DCS與高壓變頻器控制輸入輸出連接如下表3所示

4.3高壓變頻器幾個(gè)控制功能
　?。?）變頻器瞬停保護(hù)設(shè)計(jì)
　　由于機(jī)組6kV廠用母線均帶有給水泵電機(jī),，大機(jī)組給水泵電機(jī)功率相當(dāng)大，在給水泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí),，母線電壓均跌落至80%以下,，根據(jù)泵啟動(dòng)后帶負(fù)荷的情況，電壓跌落持續(xù)時(shí)間可能維持10～20S,，因此變頻器瞬停保護(hù)對(duì)保證風(fēng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)行非常重要,。風(fēng)光高壓變頻器具有掉電3S不停機(jī)功能，在高壓變頻器高壓失電3S內(nèi),，高壓變頻器自動(dòng)減速繼續(xù)運(yùn)行,，3S內(nèi)恢復(fù)高壓變頻器從最后運(yùn)行頻率開(kāi)始恢復(fù)運(yùn)行，3S內(nèi)高壓未恢復(fù)變頻器停機(jī),，30S（可設(shè)置）內(nèi)高壓恢復(fù)變頻器自動(dòng)執(zhí)行飛車啟動(dòng)。
　?。?）飛車啟動(dòng)功能
　　對(duì)于脫硫項(xiàng)目除塵風(fēng)道采用兩個(gè)增壓風(fēng)機(jī)引風(fēng),，一用一備。在停止一臺(tái)風(fēng)機(jī)時(shí),，另一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)自然旋轉(zhuǎn),，變頻器要想啟動(dòng)另一臺(tái)風(fēng)機(jī)，如果變頻器沒(méi)有此功能,，則會(huì)出現(xiàn)過(guò)流保護(hù),，必須等待電機(jī)完全靜止后再啟動(dòng)，而這勢(shì)必會(huì)耽誤調(diào)試或生產(chǎn)時(shí)間,。風(fēng)光牌JD-BP37系列高壓變頻器能夠識(shí)別電機(jī)的速度及轉(zhuǎn)向并在電機(jī)不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動(dòng),。為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)波動(dòng)大，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)不超過(guò)＋15～－35％U0情況下,，變頻系統(tǒng)保持正常運(yùn)行,，在超過(guò)上述范圍時(shí)，能夠提供有效過(guò),、欠壓保護(hù),；并在電網(wǎng)恢復(fù)正常后，自動(dòng)搜索跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向按照設(shè)定曲線恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài),，保證生產(chǎn)設(shè)備較大限度安全運(yùn)行,。為了滿足不同現(xiàn)場(chǎng)對(duì)飛車啟動(dòng)功能的需求,，系統(tǒng)提供完備的參數(shù)設(shè)定功能，真正適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況要求,。
　?。?）完整的工頻/變頻自動(dòng)互切技術(shù)
　　現(xiàn)在的高壓變頻器一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時(shí)能使高壓電機(jī)轉(zhuǎn)至工頻運(yùn)行,，旁路切換有手動(dòng)旁路和自動(dòng)旁路切換兩種型式,，手動(dòng)旁路需人工操作，時(shí)間較長(zhǎng),，適應(yīng)于無(wú)備用裝置或不重要的運(yùn)行工況,，自動(dòng)旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行。本項(xiàng)目中公司提供自動(dòng)旁路切換柜,，不僅可實(shí)現(xiàn)變頻故障情況下自動(dòng)由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行狀態(tài),，還可實(shí)現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻的功能，整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程不會(huì)對(duì)用戶設(shè)備的運(yùn)行造成任何影響,。用戶采用哪種切換方式可選擇,。
　　（4）線電壓自動(dòng)均衡技術(shù)（星點(diǎn)漂移技術(shù)）
　　變頻器某相有單元故障后,，為了使線電壓平衡,，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動(dòng)均衡技術(shù)通過(guò)調(diào)整相與相之間的夾角,，在相電壓輸出較大且不相等的前提下保證較大的線電壓均衡輸出,。在運(yùn)行中，如果有任意三個(gè)單元以內(nèi)出現(xiàn)故障,，變頻器本身會(huì)自動(dòng)旁路該單元,，同時(shí)變頻器主控系統(tǒng)具有星點(diǎn)漂移功能，使三相輸出線電壓保持平衡,，不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成不利影響,。
5增壓風(fēng)機(jī)變頻改造的節(jié)能效益
　　本脫硫項(xiàng)目增壓風(fēng)機(jī)變頻改造項(xiàng)目于2010年6月1日正式投入運(yùn)行。至今運(yùn)行正常,，用戶非常滿意,。南屯電廠節(jié)能服務(wù)中心對(duì)增壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)參數(shù)實(shí)際測(cè)量如下：機(jī)組負(fù)荷100MW，增壓風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行,，母線電壓6.15kV,，電流91.8A，功率因數(shù)為0.8,，電機(jī)實(shí)際功率782kW,；增壓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，運(yùn)行頻率為35.7Hz，靜葉檔板開(kāi)度為100%,，母線電壓6.15kV,，輸入電流38.8A，輸出電流65.9A,，功率因數(shù)為0.97,，電機(jī)實(shí)際功率401kW；電機(jī)功率減小381kW,。按照增壓風(fēng)機(jī)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)為7000h,，節(jié)省電量大約為2667000kW·h，電價(jià)按照0.30元/ kW·h計(jì),，則一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)變頻改造的收益約為80萬(wàn)元,。
　　另外變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，減小電機(jī)啟動(dòng)沖擊,；控制方便,、靈活；降低風(fēng)機(jī)維護(hù)費(fèi)用,，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,；具有過(guò)壓、過(guò)熱,、過(guò)載,、短路及外圍聯(lián)鎖保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，改造間接效益無(wú)法估量,。
6結(jié)束語(yǔ)
　　南屯電廠脫硫項(xiàng)目增壓風(fēng)機(jī)高壓變頻器運(yùn)行4個(gè)月來(lái),，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯,，可以根據(jù)鍋爐的脫硫增壓風(fēng)機(jī)工況情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，大大提高鍋爐脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,。在鍋爐風(fēng)機(jī)的燃燒系統(tǒng)中應(yīng)用高壓變頻器節(jié)能降耗，是國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗政策不可缺少的技術(shù)手段,。高壓變頻器越來(lái)越在電力,、冶金、石化,、水泥,、礦山等高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)行業(yè)會(huì)大顯身手。