脫硫增壓風機變頻改造邏輯優化

摘 要：輔機的變頻改造是電廠有效的節能手段之一，本文根據增壓風機的電氣特性及運行方式的需求，介紹了增壓風機在變頻改造中對DCS系統控制邏輯的優化與操作方式的改變，以及在改造后所取得的經濟效益。

關鍵詞：電廠；增壓風機；變頻改造；邏輯優化

目前，隨著國家經濟的持續發展，導致能源問題日益突出，節能減排作為火力發電廠內部挖掘潛力的一個重要環節，越來越受到各方面的重視。而在脫硫系統中的增壓風機則是導致火電廠用電率居高不下的一個重要原因之一，在整個火電發電廠中占廠用電了的10%左右。

我公司每臺機組的脫硫系統均配備了一臺增壓風機，用于克服脫硫系統中煙氣擋板、吸收塔及系統內部各個組件部件所造成的煙氣壓降。在改造前，增壓風機是在工頻運行的情況下，采用傳統的擋板調節才控制風量的多少，即通過風機調整風機的靜葉開度來進行負荷調節，靜葉閥門的頻繁操作，閥門的可靠性也有所下降，同時電機采用定速即全速運行方式，能耗大及維護難度加大的，尤其是在機組低負荷運行的情況下。在工頻運行啟動增壓風機時電流可達到額定電流的六倍多，其帶來強大的沖擊會降低風機電機的使用壽命。而對增壓風機進行變頻改造則可以有效的解決能耗大及損耗的問題。

1 增壓風機控制系統

1.1 增壓風機DCS控制系統

增壓風機DCS控制系統采用國電智深公司的EDPF-NTII分散控制系統。EDPF-NTII分散控制系統是一個融計算機、網絡、數據庫和自動控制技術為一體的工業自動化產品，采用了控制分散、操作和管理集中的基本設計思想，能很好的實現自動控制、信息管理一體化設計。

1.2 邏輯修改

增壓風機有工頻和變頻兩種運行方式，如下圖：QF為增壓風機運行總開關；DL3為增壓風機工頻運行開關；DL1、DL2為增壓風機變頻運行開關（手動閉合DL2后變頻器充電，充電完成后自動合DL1）。

正常情況下優先使用變頻控制，當變頻器發生故障時，由運行人員手動切換增壓風機至工頻運行方式，用增壓風機導葉來控制風量大小。不管增壓風機是在工頻運行狀態還是在變頻運行狀態，只要電氣主開關QF分閘，都將會引起增壓風機停止運行。因此在設計增壓風機的聯鎖保護邏輯時，因現場工況的不同而需要觸發增壓風機跳閘的情況下在DCS系統內部只需要采取一個動作，即讓主開關QF分閘。為了保證系統初始位置的正確性，在DCS系統內部檢測到QF分閘的信號后，就會聯鎖變頻器停運以及工頻開關DL3分閘。而當變頻方式或工頻方式發生電氣故障時，則需要判斷當時實際的運行工況，才能決定是否觸發QF分閘。如變頻器發生重故障或開關DL1、 DL2其中一個發生保護動作時，必須增壓風機同時不處于工頻運行模式，才能觸發主開關QF分閘。而在電氣主開關QF合閘允許條件同改造之前；“主開關QF已合閘”做為變頻器啟動允許和工頻開關QF3合閘允許的前提條件，變頻運行方式和工頻運行方式相互閉鎖，即只有在開關QF1、QF2分閘的情況下才允許開關QF3合閘，或只有開關QF3分閘的情況下才允許開關QF1、QF2合閘，同時如果存在變頻器和開關QF3本身的電氣故障時也不允許啟動。“開關QF、QF3合閘”為工頻運行狀態；而“QF、QF1、QF2合閘，同時變頻器運行”則為變頻運行狀態。這兩個狀態信號其中任一個為“1”時則表示增壓風機運行，全為“0”時則表示增壓風機停止。

在保留原有導葉調節系統的情況下，增加變頻調節系統，在DCS內部增加了一下內容：

1）在DCS畫面上增加了增壓風機變頻啟停操作窗口，用于變頻器的遠方啟動停止；

2）增加了增壓風機變頻器的轉速控制邏輯，用于調節增壓風機入口負壓，并可以投入自動運行也可手動調節控制；

3）增壓風機在變頻方式運行時，增壓風機的導葉處于手動狀態，在全開位置，且禁止關閉；

4）在增壓風機工頻方式運行時，增壓風機與其他相關設備的聯鎖、啟停等邏輯仍然使用改造前的邏輯關系。

5）保留增壓風機原來的啟停功能，改為開關QF合閘/跳閘指令；

6）增加增壓風機工頻運行啟停操作功能，即開關DL2合閘/跳閘指令；

2 改造后對比

經過一段時間的使用證明，對增壓風機的變頻改造帶來了顯著的節電效果，在提高了設備效率的同時又滿足了生產工藝要求，有效的降低了我公司的廠用電率，并且還大大減少了就地設備維護及維修費用，延長了風機電機的使用壽命，很好的保證了發電機組安全穩定的運行，為公司的節能減排做出了貢獻，創造的直接和間接經濟效益十分明顯。

作者簡介：

徐敏（1981-），男，廣西桂林人，助理工程師，研究方向：測控技術與儀器。