引言

     凈化廠公用工程現有三套75T/h鍋爐，每臺爐配置兩臺離心式引風機。鍋爐正常工作時兩臺引風機都運行，保持爐膛內的負壓。6臺6kV、185kW電機作為鍋爐引風機的驅動源，啟動方式為直接啟動，恒速運轉，鍋爐在加負荷、減負荷或運行工況變化的過程中，采用調整引風機的入口擋板的開度來滿足機組運行的需求。現運行方式存在如下問題：第一不僅浪費電能，而且擋板及煙道受到較大沖擊，噪聲大，磨損嚴重;第二電機直接啟動，啟動電流大，對電機不利;第三擋板調節動作遲緩，執行機構故障多等。凈化廠動力站對B爐的831-K-202D及C爐的831-K-202E引風機電機進行改造，引風機驅動電機采用高壓變頻器調速技術，既實現了電機的連續無極調速，又實現了電機的軟啟動，減少啟動沖擊及設備磨損，降低維修費用，工藝操作人員也在控制室也實現對電機轉速的控制。既有利于工藝參數的操作，又起到節能的作用。

1凈化廠高壓變頻系統概況

     高壓變頻器是北京合康公司的HIVET-Y06/031型，250kW，變壓器容量為315kVA，采用交-直-交直接高壓(高-高)方式，主電路開關元件為IGBT。變頻器采用功率單元串聯，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術，具有很高的可靠性。主電路開關器件是IGBT。由于單只IGBT存在絕緣問題，無法完成6kV直接變頻任務，應用功率單元串聯升壓技術可以很好地解決該問題。圖1所示為一個功率單元結構，它的二極管三相橋式整流電路由專用隔離變壓器的一組三相二次繞組供電，整流后由4只IGBT逆變成單相交流輸出。每個單元輸出電壓為690V。[1]圖1功率單元原理圖凈化廠采用的變頻器每相由5個功率單元串聯成得到3450V的單相電壓，三相星型聯結對應的線電壓為6000V，三相共用15個功率單元，連接圖如圖2所示。

2現場安裝及系統調試

2.1首先按照設計進行變頻器參數設定，見表1.2.2然后進行頻率試驗(見表2)及各種保護聯鎖試驗試驗2.3接著進行變頻器帶鍋爐實際負載試驗，見表3。2.4進行共振頻率測試，經檢測0-50Hz范圍內不存在共振。2.5為避免引風機電機在低頻出現發熱現象，經測試，將變頻器運行最小頻率設為15Hz。調試表明，變頻調速技術應用前，鍋爐正常運行需開兩臺引風機，變頻調速技術應用后，即使鍋爐滿負荷運行也只需開一臺引風機，實現了“一開一備”，降低了損耗，節約了電能。

3現場應用效果分析

3.1提高了鍋爐效率

    使用高壓變頻器后，變頻器通過變頻調節風機的轉速來控制風機的送風量而不再需要由風門來調節，其調節范圍可以從0%-100%，風機運行參數得到了改善，工藝人員可以根據生產按需調節風量，改善了操作工藝，提高了效率，減少了不必要的浪費，鍋爐燃燒工況良好。改造后，每噸中壓蒸汽消耗燃氣下降了11.8%，降低了燃料消耗。

3.2啟動性能得到改善

    使用高壓變頻器后，電機實現了軟啟動，啟動電流小，啟動更平滑，避免了原來在較大慣性負荷情況下，數倍的額定起動電流對電網和機械設備的沖擊，延長電機和風機的使用壽命。

3.3風機的電耗減少

高壓變頻器使用，利用自身功率因數補償功能，使功率因數由改造前的0.76提高至0.96，平均消耗功率由95kW降為35kW(見表4)，從而減少了無功損耗，減小了電流，也減少了線損和設備的發熱。改造后，設備效率提高了63%。

3.4提高了控制精度

     使用變頻技術后，變頻器可以直接通過改變頻率控制風機轉速來控制風量，調整方便。變頻器調整的最小幅度，提高了控制精度，控制精度達0.1Hz，使風機運行更加穩定，避免風機擋板調整風量變化大，工藝生產不穩定現象。

3.5獲得較好的經濟效益

     我們在鍋爐引風機安裝高壓變頻器前后對鍋爐進行了相關參數標定，見表5。由表5推算，在滿足生產的情況下，投用一臺鍋爐一臺由高壓變頻器調速的引風機，按一天產蒸汽600t，每度電按0.6元，每Nm3天然氣按1元，全年按330天，計算有：一年節約電能成本=(6.5-3.8)*600*330*0.6=32萬元一年節約燃氣成本=(136-120)*600*330*1=316萬元合計節約成本=32+316=348萬元。

4結束語

     在凈化廠鍋爐引風機系統的變頻調速技術改造中，我們使用了國產的高壓變頻器，經運行檢驗，該產品性能可靠、功能齊全、技術先進等綜合性能指標均達到設計要求。通過技術改造，我們在降低生產成本方面獲得了初步的經驗，為高壓變頻器調速技術在凈化廠其他風機、水泵上的技術改造提供寶貴經驗。實踐證明，對動力站B爐及C爐上的兩臺引風機驅動電動機進行的高壓變頻改造，取得了明顯的節能效果，使用該控制系統具有節能降耗，調節特性好，設備運行穩定性高，能更好地滿足鍋爐生產要求。對原有設備無須改動，投資較小，回報快，獲得了良好的經濟效益和社會效益。推廣和使用國產高壓變頻調速技術，降低投入，提高回收期，是切實可行的，是節能降耗的一個有效的途徑。