熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)的變頻控制

張廣明

(哈爾濱昊汛科技發(fā)展有限公司，哈爾濱150080)

隨著系統(tǒng)論和控制論的進(jìn)一步深入發(fā)展，大型電力設(shè)備應(yīng)用電子變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高效運(yùn)行和精確控制。熱電廠鍋爐是實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)，是熱電廠的關(guān)鍵設(shè)備。要想達(dá)到鍋爐提高燃煤燃燒效率，保證鍋爐設(shè)備的正常運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)低污染低排放就必須對(duì)鍋爐內(nèi)的燃燒進(jìn)行有效控制。鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)電力需要的實(shí)際情況，通過(guò)控制和調(diào)節(jié)鍋爐進(jìn)風(fēng)量和爐內(nèi)壓力，提高燃煤的燃燒效率、實(shí)現(xiàn)鍋爐爐膛負(fù)壓，從而促使火電鍋爐高效完成能量轉(zhuǎn)換，達(dá)到降低低負(fù)荷時(shí)所需燃料的目的。

1 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的概述

變頻調(diào)速是目前國(guó)際上先進(jìn)的調(diào)節(jié)控制技術(shù)，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制技術(shù)在電子技術(shù)充分發(fā)展的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了熱電廠鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行和精確調(diào)控。不僅可以調(diào)節(jié)熱電廠鍋爐的性能平穩(wěn)，而且可以實(shí)現(xiàn)熱電廠鍋爐精度控制，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電廠鍋爐的保護(hù)功能，是一種新型、靈活、高效節(jié)能的控制技術(shù)。在目前我國(guó)科學(xué)發(fā)展和和諧社會(huì)的實(shí)踐中，是一項(xiàng)值得推廣的控制技術(shù)。

2 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的特點(diǎn)

2.1 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制具有簡(jiǎn)便性

首先，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制操作可靠，通過(guò)大功率的集成線(xiàn)路，變頻器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)的控制、護(hù)功和自診功能，具有很高的可靠性。其次，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單，變頻器內(nèi)置有的軟件功能強(qiáng)大，同時(shí)外設(shè)有多個(gè)控制端子和外部計(jì)算機(jī)通訊接口，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過(guò)程控制。最后，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制系統(tǒng)易于升級(jí)，方便新工藝和新技術(shù)在鍋爐送風(fēng)設(shè)備中的應(yīng)用。

熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制屬于變頻變壓法，因此鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)可以很好地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停止和無(wú)極變速。鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻器對(duì)送風(fēng)速度的控制準(zhǔn)確，送風(fēng)量控制合理，啟動(dòng)力矩大，啟動(dòng)電流小，而且功率因數(shù)很高，在很好滿(mǎn)足熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)正常調(diào)節(jié)功能的同時(shí)，改善了供電電網(wǎng)的負(fù)荷，節(jié)約了大量的燃煤，實(shí)現(xiàn)了電能的高效開(kāi)發(fā)。

2.2 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的方式

熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)常用的控制方式有3種:手動(dòng)變頻控制方式、自動(dòng)變頻控制方式和手——自一體變頻控制方式。

首先，手動(dòng)變頻控制方式。通過(guò)對(duì)操作臺(tái)上的啟、停按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止;給出速度信號(hào)控制變頻器的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)壓力、風(fēng)量的手動(dòng)調(diào)節(jié)。速度信號(hào)的給定是靠操作臺(tái)上的點(diǎn)動(dòng)上升、點(diǎn)動(dòng)下降按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種全數(shù)字給定方式接線(xiàn)簡(jiǎn)單、操作方便，適合較遠(yuǎn)距離傳輸，能保證速度給定的準(zhǔn)確性。其次，自動(dòng)變頻控制方式，通過(guò)上位機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，控制變頻器的運(yùn)行;調(diào)節(jié)器控制輸出模擬信號(hào)作為變頻器的速度給定，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、風(fēng)量的自動(dòng)控制。這種方式自動(dòng)化程度高，控制精度高。最后，手——自一體變頻控制方式，在自動(dòng)變頻調(diào)控方式的基礎(chǔ)上，設(shè)置若干控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在特殊情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)向手動(dòng)的切換，進(jìn)一步保障送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行。

3 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的優(yōu)點(diǎn)

首先，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制實(shí)現(xiàn)了降低能耗的作用，通過(guò)降低擋板載流能耗，減少了電機(jī)恢復(fù)運(yùn)行的時(shí)間，一個(gè)功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，可以由旁路系統(tǒng)將其隔離，在降低負(fù)載能力的情況下維持運(yùn)行。其次，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制采用變頻調(diào)速后可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。再次，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制控制單元與功率單元采用高精度、高速度的光纖數(shù)字通訊，保證了控制信號(hào)傳輸?shù)木群退俣?，同時(shí)也保證了低壓控制電源部分與高壓電源部分有很好的隔離。最后，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制具有可靠的保護(hù)性能，通過(guò)過(guò)壓、欠壓、缺相，輸出接地、輸出短路、過(guò)流、過(guò)載保護(hù)、柜門(mén)打開(kāi)及控制電源掉電后跳高壓開(kāi)關(guān)、功率單元故障診斷等功能實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)的有效保護(hù)。

4 熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的選擇

4.1 安川G7系列熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制器

G7系列變頻器是一種通用鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制器，它采用“3電平控制方式”，解決了沖擊波的問(wèn)題，可以放心地驅(qū)動(dòng)現(xiàn)用電機(jī)。通過(guò)最大效率控制，矢量和V/F控制都能進(jìn)行高效率運(yùn)行。不僅風(fēng)機(jī)、水泵，連普通機(jī)械都能發(fā)揮超常的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。G7系列變頻器的過(guò)載能力非常強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量閉環(huán)的精度控制。

4.2 完美無(wú)諧波高壓變頻器

完美無(wú)諧波高壓變頻器是美國(guó)羅賓康公司生產(chǎn)的PWM(電壓源型脈寬調(diào)制變頻器)控制器，是一種新型的直接輸出高電壓的變頻器。采用若干個(gè)低壓PMW變頻功率單元串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的高壓輸出。

綜上所述，熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制是一項(xiàng)既有利于實(shí)現(xiàn)鍋爐燃煤充分燃燒，又有利于降低送風(fēng)系統(tǒng)能耗，還有助于環(huán)境保護(hù)的重要技術(shù)。應(yīng)該從熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的概念出發(fā)，找到熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的特點(diǎn)，充分發(fā)揮熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制的優(yōu)點(diǎn)，選擇適用于本電力企業(yè)的熱電廠鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)變頻控制方式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康、高效和節(jié)能發(fā)展。