应用案例 | 高压变频器在电厂脱硫系统增压风机上的应用
2022-03-25 17:24 来源: AI故事专家集
原标题：应用案例 | 高压变频器在电厂脱硫系统增压风机上的应用
1引言
兖矿科澳铝业有限公司是兖矿集团与澳大利亚龙澳国际发展有限公司合营的大型煤-电-铝联产企业。南屯电厂为兖矿科澳铝业有限公司下属生产单位，电厂自备发电机组为燃烧低热值燃料的综合利用电厂，采用的生产工艺均为节能、降耗、低污染的清洁生产工艺。
2增压风机运行简介
南屯电厂锅炉配套烟气脱硫项目工程中，电厂锅炉进行脱硫系统（FGD）改造后，每套FGD装置进口原烟气侧（高温烟气侧）配置了两台增压风机，一用一备，用于克服FGD挡板、吸收塔及内部部件引起的烟气压降，脱硫烟气压力控制系统根据原烟气挡板前的压力，通过PID控制增压风机的叶片角度，来控制送入FGD系统的烟气速度，保证原烟气挡板前的压力稳定在设定值，以适应锅炉负荷的变化。脱硫系统增压风机工艺流程图如图1所示。
增压风机出力调整采用通过改变风机的叶片的角度来调节。通过改变风机静叶的角度来调节风量尽管比一般采用控制入口挡板开度来实现风量的调节有一定的节能效果，但是节流损失仍然很大，特别是低负荷时节流损失更大，另由于节流调节，存在风机运行中振动、躁音等问题。同时异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的6～8 倍，对厂用电形成冲击，同时强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在很大的不利影响。
由于目前增压风机风量调节方式不能很好的满足锅炉低负荷稳定性运行需要，所以电厂考虑对增压风机进行调节性能和节能改造，来满足机组整体调节性能需要。
在风机的各种调节方式中，变频调节应用较为广泛。当风机转速发生变化时，其运行效率变化不大，其流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比，风机转速降低后，其轴功率随转速的三次方降低，驱动风机的电机所需的电功率亦可相应降低。故考虑采用变频调速实现对增压风机电机转速的线性调节，平移风机运行特性曲线，避开失速区，同时能取得较好的节能效果。
针对上述情况，南屯电厂领导对脱硫设备增压风机进行变频改造，在节约成本的策略前提下，考虑到国产高压变频器设备水平已接近国际水平，能满足现场工艺运行要求，进行性价比比较，通过公开招标，采用山东新风光电子科技发展有限公司生产的风光牌JD-BP37-900F型高压变频调速器对增压风机进行改造，采用“一拖二”控制，改造取得了成功。现场#1、#2增压风机完全相同，其中#1增压风机参数如下表1所示。
3风光牌JD-BP37-900F 高压变频器技术参数
山东新风光是国家高新技术企业， JD-BP37系列高压变频器以高速DSP为控制核心，采用无速度矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，其谐波指标小于IEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。
风光牌高压变频器为高--高电压源型模式，由移相变压器，功率单元和控制器组成。JD-BP37-900F高压变频器采用30脉冲整流，功率单元每相采用5个功率单元串接组成，三相共15个单元；输出相电压为11 电平，输出线电压 21 电平，功率单元旁路单元采用可控硅作为旁路器件。不降额运行，同一相允许1个被旁路掉的功率单元。控制器部分以高速微处理器实现控制以及与子微处理器间进行通信。风光高压变频器采用模块化设计，互换性好、维修简单。JD-BP37-900F高压变频器主要技术参数如下表2所示。
4 增压风机变频改造方案主回路
南屯电厂机组脱硫系统有两台增压风机，一用一备，变频器控制增压风机采用一拖二控制，自动旁路方案。
4.1改造主回路
两台增压风机分别由高压变频器拖动，一拖二自动旁路方案如下：
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