動力源HINV—AMCX10/350B高壓變頻在鍋爐引風機改造中的應用

張明生

摘 要：文章介紹了高壓變頻器在鍋爐引風機改造中的應用，通過對高壓變頻器的工作原理說明以及高壓變頻器和傳統控制方式的對比，闡述了高壓變頻器的優點。

關鍵詞：高壓變頻器；引風機；應用

1 概述

在鍋爐設備中引風機是主要的耗電設備，我廠35T鍋爐引風機原設計采用高壓柜直接啟動，風機的流量控制是通過調節擋板的開度來實現的，很大一部分消耗功率在擋板的位置，做無用功，從而造成電能的損耗，其有很大的節能潛力，隨著企業節能降耗的要求，采用高壓變頻器來實現變頻調速，減少了啟動對電機沖擊及設備磨損，可靠性高，維護量少，調節精度高。我廠通過使用動力源HINV-AMCX10/350B高壓變頻器對引風機進行改造，降低生產電耗，提高經濟效益。

2 HINV-AMCX10/350B高壓變頻器工作原理

HINV-AMCX10/350B高壓變頻器由10kV高壓斷路器柜、各個功率單元柜、移相變壓器柜，低壓控制柜，四部分組成，其中10kV高壓斷路器柜由用戶方提供；移相變壓器前端配有工頻和變頻切換開關用以選擇是采用直接啟動，還是采用變頻器啟動，以便變頻器有故障時采用直接啟動，不影響生產。低壓控制柜采用UPS供電，內部裝有DSP系統控制器和西門子200PLC，留有和DCS控制系統的接線端子，達到自動控制電動機轉速，低壓控制柜外部表面安裝了昆侖通態觸摸屏，所有監控參數都顯示在觸摸屏上，并可以在觸摸屏上進行操作，出于安全考慮設置有密碼；移相變壓器柜內裝10kV移相變壓器，移相變壓器柜面板上裝有溫度控制器，可以設定控制的溫度，顯示有實際溫度，當實際溫度高于設定溫度時，柜頂部散熱風機會自動啟動進行抽風散熱，低于設定溫度時自動停止。

10kV高壓斷路器柜所送的高壓電經過10kV移相變壓器后分組輸出，為功率單元供電，功率單元經過整流濾波后輸出。功率單元共分為均等的三相電壓經過高壓電纜接到高壓電動機，各個功率單元設有故障旁路開關，當發生故障時系統可以自動進行切除，在不停機的情況下防止事故擴大。

輸入側采用移相整流變壓器供電，根據串聯級數不同，構成多重化整流方式，無需用戶另外加裝諧波制理裝置。設備對高壓電力線路基本上無諧波干擾，保證用戶10kV電網穩定。輸入功率因數高，無需加裝功率因數補償裝置。輸入移相變壓器采用H級絕緣設計。輸入側具有浪涌保護功能，可避免操作過電壓的危害。

輸出采用多電平PWM控制方式，電壓和電流輸出穩定。電機諧波損耗小。電機轉矩脈動小，對機械設備的應力可達到最小程度。無明顯電動機噪聲。電動機不需降額使用，可以應用于新的或原有電動機，減少直接啟動對電動機沖擊的損害，實現了轉速的線性調節。

3 引風機電機參數及改造方案

引風機參數

型號：YRKK450-6 額定功率：250KW 額定電壓：10000V

轉速：985r/min 功率因素：0.87 額定電流：18.5A

變頻器改造方案根據實際運行情況， 結合安全、 經濟、 適用的原則， 既可以采用變頻啟動，也可以在變頻器發生故障的情況下用原來方式啟動，增強系統的可靠性，變頻器主回路接線圖如圖1所示。

QS1為電動機變頻隔離開關，QS2為電動機變頻隔離開關，QS1與QS2互鎖。可使變頻在有故障的情況下工頻旁通。高壓輸入電源線連接到旁路柜進線端子；電機線連接到變頻器旁路柜輸出線端，并注意相序，使變頻、工頻兩種不同運行方式時電機轉向一致；提供的380VAC（三相四線）低壓電源線連接到控制柜的接線端子，為變頻器控制系統供電。變頻裝置控制電源正常為交流220V，通過UPS后進行供電。變頻器正常運行時，操作人員可以通過DCS控制系統根據爐膛負壓用PID自動調節變頻器輸出，從而調節電動機轉速，也可以在DCS系統上直接以手動方式直接輸入引風機速度給定。變頻器會自動調節至用戶給定的轉速。

4 引風機采用變頻后的效果對比

未使用變頻器前，引風機以額定轉速運行，鍋爐負荷的變化對引風機轉速沒有任何影響，主要通過調節風門的開度來進行負荷變化調整。對電能消耗大，基本上達不到節能的目的。而且調節不準確，很難實現自動調節，使用高壓變頻器后。將高壓變頻器的信號傳入DCS控制系統，通過DCS系統的內部PID模塊運算，將設定的鍋爐負力和實際測量的負壓進行比較，自動調節輸出引風變頻器的頻率，平穩地改變電機的轉速，使鍋爐負壓穩定在操作人員所設定的值，提高鍋爐運行的效率，減少了引風機的電能損耗，引風機自動調節的實現也減少了操作人員的勞動強度，避免了人員的誤操作。自變頻器投運以來，電動機所消耗的電能明顯減少，節能效果在鍋爐實際負荷低于設計負荷時尤其明顯，我廠高壓變頻器投運后，鍋爐滿負荷運行時引風機電流由18.5A降為12A，不算鍋爐低負荷時運行影響，大概比工頻運行平均每小時節省電耗56.55KW.H，每度電按0.4元計，每年按300天，運行小時數按7200小時計，年可節約電量407160kwh，年節電費16.28萬。因此，鍋爐引風機高壓變頻器改造項目節能效果相當明顯。

5 結束語

從2013年改造使用以來，沒有發生過因高壓變頻器故障導致停爐的事故，這足以證明，高壓變壓器具有較高的可靠性。高壓變頻調速控制作為一種高壓電機的調速方法，實現了自動控制，降低了操作人員的工作強度，高壓變頻器在鍋爐引風機中的應用取得了良好的經濟效益，節約電能，降低了設備損耗，鍋爐引風機采用變頻調速改造后，對電機、高壓開關等設備沖擊大大減少，節省這些設備的維護費用。

參考文獻

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