一種動葉可調式引風機變頻節能系統的制作方法
【專利摘要】本發明具體公開了動葉可調式引風機變頻節能系統，是一種通過對現有新建和在役火力發電廠鍋爐動葉可調式引風機的運行、調節方式進行優化，利用專用動葉可調式引風機高壓大功率變頻器驅動動葉可調式引風機，使其既能達到節能降耗的目的，同時也能提高系統整體運行可靠性 ；本發明的目的是在傳統動葉可調式引風機連接方式不變的基礎上，在電源斷路器與電動機之間配置動葉可調式引風機變頻節能系統，通過工頻、變頻回路的切換可以實現動葉可調式引風機的四種運行方式，即是在利用該節能系統既可以實現動葉可調式引風機處于高效經濟工作點的變頻調速運行，同時也保留了原有動葉可調式引風機系統在改造之前的工頻定速的調節方式。
【專利說明】-種動葉可調式引風機變頻節能系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機電結合節能調速領域，特別是涉及一種動葉可調式引風機變頻器節 能系統。
【背景技術】
[0002] 在役或者新建火力發電機組的鍋爐引風機系統大多數采用的是動葉可調式軸流 風機(如FAF系列、SAF系列等)，其主要通過改變動葉可調式引風機葉片的開度來實現對風 機輸出風量、風壓的控制及改變，以適應火電廠發電負荷調整、變化的需要。動葉可調式引 風機相比于傳統的離心風機、靜葉可調式引風機，其在一定的葉片開度調節范圍內能夠保 證較高的工作效率，所以通常人們認為對于在役或者新建火力發電機組鍋爐動葉可調式引 風機進行變頻改造無法達到其節能降耗的目的，所以行業內一直都存在一個誤區：動葉可 調式引風機不適合進行變頻改造。
[0003] 但是，從目前國內在役火力發電廠鍋爐動葉可調式引風機的實際運行情況，及火 力發電廠設計技術規范兩個層面來看，一般在對鍋爐配套風機容量進行設計時，從發電機 組運行的安全性考慮出發，單側風機運行時，需具備帶75%負荷運行的能力，這樣一來，當 雙側風機同時運行，即便機組帶到額定負荷時實現滿發時，引風機的設計余量一般在20%- 30%左右(若當地煤質情況較差或其他原因將會導致風機的設計余量更大)，風機葉片的整 體開度一般處于在30% -100%這個區間內，但是主要以集中在50%-60%范圍內居多，由此可 見風機并未處于其風機設計之初的最佳經濟運行工作點運行。在役火力發電機組運行中， 由于電網負荷的需要，火力發電機組往往是需要根據電網公司的要求實現調峰運行，機組 負荷率經常處于50% - 75%之間，動葉可調式引風機的葉片開度大多處于30% - 80%，往往處 于40% - 50%范圍內居多，使得絕大多數引風機更加偏離其設計的最佳經濟運行工作點運 行。基于以上兩種情況，可以得出目前在大多數火力發電廠中，其配套的動葉可調式引風機 的運行方式是不經濟的，而且對其實施變頻改造實現節能降耗是可行的，其潛在的節電空 間一般在20%甚至更高。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種動葉可調式引風機變頻節能系統，使動葉 可調式引風機在整個運行區間內始終處于最高或者較高效率點工作，同時既可以實現變頻 調速運行，又可以切換至原有工頻定速運行，還能實現多種調節方式相結合，即是通過變頻 器對電動機調速，又通過調節風機的葉片同時對風機風量進行調整。為解決上述技術問題， 本發明采用了以下技術方案： 一種動葉可調式引風機變頻節能系統，所述系統包括電源斷路器、變頻器、工頻旁路、 電動機以及動葉可調式引風機；變頻器與工頻旁路并聯，并聯后的兩端分別與電源斷路器、 電動機相連；電動機與動葉可調式引風機相連。
[0005] 進一步的，所述變頻器采用高壓大功率變頻器，電壓范圍介于3kV~llkV，功率不小 于 500kW。
[0006] 進一步的，當通過工頻旁路系統對電動機進行定速驅動時，所述動葉可調式引風 機通過調整引風機葉片開度調節、控制引風機的輸出風量、輸出風壓。
[0007] 進一步的，所述動葉可調式引風機葉片開度范圍為309Γ100%。根據電廠現場實際 配置和運行情況，所述葉片開度范圍在此范圍內達到較佳的運行效果。
[0008] 進一步的，通過變頻器對電動機進行可變速驅動時，將變頻器作為電動機輸入的 可調變頻電源，并將變頻器輸出電壓的輸出頻率固定在20Hz飛OHz之間的固定頻率點，通 過調整引風機葉片開度來調節、控制引風機的輸出風量、輸出風壓。
[0009] 進一步的，所述系統變頻驅動引風機時，同時通過調節引風機轉速和葉片開度來 調節風機的輸出風量、輸出風壓。
[0010] 進一步的，還包括上位DCS控制系統，變頻器通過與上位DCS控制系統配合自動獲 取引風機在不同轉速下、不同葉片開度下所對應的引風機的實際電流、電壓、功率因數、功 耗等多組運行數據；然后根據系統的控制算法對獲取的多組數據進行計算，并逐一進行分 析，確定出機組在不同發電負荷下，引風機的最佳轉速及葉片開度值。
[0011] 進一步的，所述變頻器具備引風機軸系扭振的抑制功能。
[0012] 進一步的，所述變頻器的引風機軸系扭振的抑制功能實現方法如下： a、 啟動階段：電動機的額定電壓是，額定頻率是 石(/&)，系統空載啟動，計算變頻器的電壓給定值：變頻器控制系統采用恒壓頻比的方式， 電壓給定信號的頻率經時間4從0線性增加到Λ，期間電壓給定信號的幅值從0線性增加
【權利要求】
1. 一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于：所述系統包括電源斷路器、變 頻器、工頻旁路、電動機以及動葉可調式引風機；變頻器與工頻旁路并聯，并聯后的兩端分 別與電源斷路器、電動機相連；電動機與動葉可調式引風機相連。
2. 根據權利要求1所述的一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于：所述變 頻器采用高壓大功率變頻器，電壓范圍介于3kV~llkV，功率不小于500kW。
3. 根據權利要求1或2所述的任一一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于： 當通過工頻旁路系統對電動機進行定速驅動時，所述動葉可調式引風機通過調整引風機葉 片開度調節、控制引風機的輸出風量、輸出風壓。
4. 根據權利要求3所述的一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于：所述動 葉可調式風機葉片開度范圍為309T100%。
5. 根據權利要求1或2所述的任一一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于： 通過變頻器對電動機進行可變速驅動時，將變頻器作為電動機輸入的可調變頻電源，并將 變頻器輸出電壓的輸出頻率固定在20Hz飛OHz之間的固定頻率點，通過調整引風機葉片開 度來調節、控制引風機的輸出風量、輸出風壓。
6. 根據權利要求1或2所述的任一一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在 于：所述系統變頻驅動引風機時，同時通過調節引風機轉速和葉片開度來調節風機的輸出 風量、輸出風壓。
7. 根據權利要求6所述的一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在于：還包括 上位DCS控制系統，變頻器通過與上位DCS控制系統配合自動獲取引風機在不同轉速下、不 同葉片開度下所對應的引風機的實際電流、電壓、功率因數、功耗等多組運行數據；然后根 據系統的控制算法對獲取的多組數據進行計算，并逐一進行分析，確定出機組在不同發電 負荷下，引風機的最佳轉速及葉片開度值。
8. 根據權利要求1、2、4或7所述的任一一種動葉可調式風機變頻節能系統，其特征在 于：所述變頻器具備引風機軸系扭振的抑制功能。
9. 根據權利要求8所述的一種動葉可調式風機變頻節能系統，其特征在于：所述變頻 器的引風機軸系扭振的抑制功能實現方法如下： a、 啟動階段：電動機的額定電壓是，額定頻率是，系統空載啟動，計算變頻 器的電壓給定值：變頻器控制系統采用恒壓頻比的方式，電壓給定信號的頻率 經時間從0線性增加到，期間電壓給定信號的幅值從0線性增加到，其中，和 /i的選取由現場需求決定； b、 根據步驟a中計算得到的電壓給定值，變頻器控制系統進行隨機PWM調制，得到變頻 器輸出電壓； c、 啟動完成后，系統接入風機或水栗負載； d、 在帶載運行過程中，變頻器檢測到風機或水泵出力不足或過剩時，向變頻器發出控 制指令，增加或降低電壓給定信號的頻率和幅值，其中電壓給定信號的頻率和幅值/應
e、 根據步驟（4)中計算得到的電壓給定值，變頻器控制系統進行隨機PWM調制，得到輸 出電壓； f、增加或降低電壓給定信號的頻率和幅值過程，持續到變頻器控制系統檢測到風機或 水泵出力滿足實際需求。
10. 根據權利要求9所述的一種動葉可調式風機變頻節能系統，其特征在于： 步驟a中k的取值為I. 1~1. 9 ;步驟d中k的取值為I. 1~1. 9。
11. 根據權利要求1或2所述的任一一種動葉可調式引風機變頻節能系統，其特征在 于：所述系統采用變頻調速輸入，即通過調節變頻器的輸出頻率對電動機進行可變速驅動 時，固定動葉可調式引風機葉片在一對應效率較高的位置，調整引風機運行轉速控制風機 的輸出風量、輸出風壓。
【文檔編號】F04D27/02GK104329281SQ201410555827
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】馬勁松, 唐俊, 蔣國正, 陳功 申請人:東方日立(成都)電控設備有限公司