２０１８年４月 电 力科技与 环保 第３４卷第２期 引风机变频改造控制方案及故障分析 Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｆａｕｌｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｒａｆｔ ｆａｎ 丘晓春，丁宇鸣，白鹏 （山西兆光发电有限责任公司，山西霍州０３１４００） 摘要：为响应政府提高烟气排放标准的号召，某电厂对环保设施进行超低排放改造，改造工程中将二期２台机组４ 台引风机进行增容改造，并改为变频控制。介绍了引风机变频调速电气控制方案、自动控制程序修改方案，并对改 造后出现的频率不一致、信号波动、变频器退出自动等问题进行分析，提出了相应的解决方案，最终排除了故障隐 患，提高了变频系统的稳定性，为同类型项目提供一定的技术支持。 关键词：引风机；变频；自动控制 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｔｈｅ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓ ｃａｌｌ ｔｏ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｓｍｏｋｅ，ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｔｒａｎｓ— ｆｏｒｍ ｏｎ ｕｌｔｒａ—ｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｗｏ ｕｎｉｔｓ ｆｏｕｒ ｓｅｔｓ ｏｆ ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｒａｆｔ ｆａｎｓ。ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔ￣ｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｒａｆｔ ｆａｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＤＣＳ ｓｉｇｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ＤＣＳ ｓｃｒｅｅｎ ｌａｙｏｕｔ，ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａ— ｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｍｏｄｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｈａｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ｓｉｇｎａｌ ｆｌｕｃｔｕａ— ｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｎｅｒ ｄｒｏｐ ｏｕｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｓｍ，ｔｈｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｌｉｍｉ— ｎａｔｅｄ ｔｈｅ ｈｉｄｄｅｎ ｆａｕｌｔｓ．Ｆａｕｌｔ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｏｆ ｔｈｉｓ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｗｏｕｌｄ ｇｉｖｅ ｓｏｍｅ ａｄｖｉｓｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｗｏｒｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｒａｆｔ ｆａｎ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ 中图分类号：ＴＫ２２３．２６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７４—８０６９（２０１８）０２—０３６—０２ ０引言 为响应政府号召，某电厂对现有机组环保设施 进行烟气超低排放改造，在改造工程中将二期２ Ｘ ６００ ＭＷ超临界燃煤空冷汽轮发电机组４台引风机 １改造内容 １．１电气控制方案 变频调速采用单元机组一拖一手动旁路方式配 置，即单机配备１台高压变频器，通过切换高压隔离 开关把高压变频器切换至工频电源，系统原理如图 进行增容改造，并改为变频控制。引风机工频运行 时，锅炉负荷变化，炉膛负压通过改变风机静叶角度 １所示。手动旁路柜由３个高压隔离开关组成，其 间采用１个双刀双掷隔离开关，实现自然机械互锁。 １．２ ＤＣＳ控制策略 调节，风机效率低，且从机组的变负荷运行特性和风 机负荷设计裕量考虑，风机运行往往偏离理论高效 区，增加了厂用电的消耗 －２］。引风机长时间高速 根据风机的特性要求以及变频器的控制要求， 确定ＤＣＳ系统与变频器之间的信号共１５个，其中 工作，风机叶片磨损大，寿命短，同时增加了检修量 和费用 Ｉ４ Ｊ。当风机转速发生变化时，其运行效率 １２个开关量信号，３个模拟量信号，具体测点分配如 表１所示。 变化不大，当风机转速降低后，其轴功率随转速的三 次方降低，引风机电机所需的电功率亦可相应降低， 所以调速是风机节能的重要途径 。变频调速可 为实现远方对引风机变频器的启停控制及转速 调节，ＤＣＳ画面上相应增加部分内容：（１）变频器启 停操作功能块；（２）变频器转速控制功能块；（３）变 频器重故障报警块、水冷就绪、油变故障报警块等 １０个报警点。 以实现对引风机电机转速的线性调节，通过改变电 动机转速来维持炉膛负压的稳定，转速降低，可减轻 机械振动和噪声，延长设备使用寿命 ３６ 。 ２０１８丘 丘晓春等：引风机变频改造控制方案及故障分析 第２期 图１电气控制系统原理 表１ ＤＣＳ信号测点 测 点 信号类型 测 点 信号类型 变频器启动 Ｄ０ 水冷柜轻故障 ＤＩ 变频器停止ＤＯ 控制电掉电故障 ＤＩ 变频器故障指示 ＤＩ 水冷柜重故障 ＤＩ 变频器重故障输出 ＤＩ 油变故障报警 ＤＩ 变频器运行 ＤＩ 模拟量给定 ＡＯ 变频器高压就绪 ＤＩ 变频器运行电流 ＡＩ 水冷就绪 ＤＩ 变频器运行频率 ＡＩ 水冷运行 ＤＩ 改造前通过引入炉膛负压偏差信号进行ＰＩＤ调 节器计算驱动引风机静叶执行器，改造后保留原静 叶模拟控制回路，作为工频工况控制方案，增加变频 器模拟量控制回路，作为变频工况控制方案。 自动控制方案的被控量炉膛压力的设定值由运 行人员在ＤＣＳ画面进行设定，炉膛压力当前值和炉 膛压力设定值的差值作为偏差信号，与作为前馈信 号的送风指令微分量叠加后进入ＰＩＤ控制器运算， 输出引风机变频器的控制指令，同时引入引风机指 令偏置量防止风机失速。通过控制变频器输出频 率，实现风机转速的调节从而实现对炉膛压力的调 整。由于引风机进行了扩容改造，对原有的静叶调 节ＰＩＤ参数以及变频方式下的ＰＩＤ参数均进行整 定，使得炉膛负压在合理范围内变化。 ２故障分析 ２．１ 频率指令信号与显示频率不一致 在３号机组１号引风机变频器调试过程中，手 动设定的频率指令与就地变频器显示的频率不一 致。将ＤＣＳ系统设置ＡＯ卡件通道输出改为０～ ５２．７ Ｈｚ，并且变频器控制板接收到的指令信号进行 微调后，设定指令与就地接收信号一致。 ２．２变频器频率信号波动致抢风现象 机组运行期间，３号机组引风机出现抢风现象， １、２号２台引风机出力不一致，检查就地１号引风 机变频器频率信号出现波动。将本次改造安装的模 拟量输出预制电缆全部更换，消除故障隐患。 ２．３引风机变频器频繁退出自动造成抢风现象 ４号机组在运行期间２号引风机变频器频繁退 出自动，造成抢风现象。处置措施为将跳自动延时 时间改为２ ｓ，有效的将跳变信号过滤掉，最后更换 变频器控制板后消除故障隐患。 ３ 结语 引风机改造后，在变频方式下炉膛负压控制稳 定，达到预期效果。同时由于变频转速调节灵敏度 高，使得机组在负荷变化的过程中引风机自动调节 能够快速响应。解决了调试和运行初期出现的频率 指令信号与显示不一致、频率信号波动、变频器频繁 退出自动等问题，提高变频系统的稳定性。 参考文献： ［１］刘晓军，肖丽峥．引风机变频改造热工逻辑设计与节电效果分析 ［Ｊ］．华电技术，２０１２，３４（２）：４７—４９． ［２］侯金彦．引风机变频控制方案的研究与应用［Ｊ］．自动化与仪器 仪表，２０１０，３：８５—８６． ［３］郭永明，刘观起，张豪，等．６８０ＭＷ超超临界机组轴流式引风机 变频改造研究［Ｊ］．中国电力，２０１５，４８（１１）：１３—１５，５９． ［４］胡振国．双级动调引风机变频改造节能安全运行实践［Ｊ］．电力 科技与环保，２０１６，３２（３）：５６—５７． ［５］张天放，陈娟．引风机变频器改造控制优化及节能效果分析 ［Ｊ］．河南科技，２０１５，（８）：５６—５８． ［６］王贺岑，白红涛，许明峰．锅炉引风机选型改造的可靠性分析 ［Ｊ］．中国电力，２０１０，４３（１）：５０—５５． ［７］王文宗，蒋建宝．火电厂引风机变频节能改造技术探讨［Ｊ］．科 技创新与应用，２０１６，（２Ｏ）：１０２． ［８］郭永明，刘观起．６８０ ＭＷ机组引风机变频改造实践及问题处理 ［Ｊ］．黑龙江电力，２０１６，３８（４）：３４７—３５０． ［９］胡林，颜纲要．风机变频改造及自动切换功能的应用［Ｊ］．电力 科技与环保 ２０１１，２７（４）：６Ｏ一６２． ［１Ｏ］程东科，檀炜．６００ＭＷ机组引风机变频控制优化［Ｊ］．仪器仪 表用户，２０１６，２３（５）：３５—３８． 收稿日期：２０１７．０９—２２；修回日期：２０１７—１０—１９ 作者简介：丘晓春（１９８９．），女，福建长汀人，硕士研究生，工程 师，主要研究方向火力发电厂热工控制技术。Ｅ—ｍａｉｌ：ｑｉｕｘｉａｏ， ｅｈｕｎ０１１２＠１６３．ｔｏｍ ３７