高压变频器一拖二在锅炉风机上的应用
虞鹤
（青岛后海热电有限公司，山东青岛）
摘要：介绍了高压变频器“一拖二”方案对两台锅炉的送风机进行节能改造，在改造过程中就地控制系统、DCS控制系统和保护连锁遇到的问题及解决方案，操作规范的编制和改造成果。
关键词：高压变频器；一拖二；锅炉风机
一、引言
高压变频器因节能效果显著，在电力系统中应用越来越广，因价格昂贵，在工况允许的情况下，采用“一拖二”方案，能够有效降低项目投资，缩短回收成本。而相对成熟的一对一高压变频器，“一拖二”在实际应用中容易碰到种种问题。本文就结合具体的高压变频器一拖二应用到锅炉风机上进行分析和探讨。
二、基本情况和改造方案
1、基本情况
青岛后海热电有限公司1、2号锅炉为130t/h的水煤浆锅炉，两台送风机和电动机型号相同，具体参数如下：
（1）电动机铭牌参数：型号Y3551-4，额定功率315KW，额定电压6KV，额定电流36.67A，转速1481.7r/min。
（2）送风机铭牌参数：型号JLG130-73B-No14D，额定功率315KW，额定风量157862m/h，转速1450r/min。
因两台送风机工况完全相同，且同时运行的时间不长，故采用“一拖二”方案，可以最大限度的降低投资成本，充分利用高压变频器的节能降耗、稳定运行的优点。
3
2、改造方案
系统改造后的一次回路如图1所示，其中6106、6205为原系统高压真空断路器，点滑线内为新增高压变频器部分，KM为高压断路器，K为隔离刀闸。KM3与KM1、KM2互为连锁，防止工频电源反输电；1KM1、1KM2与2KM1、2KM2互为连锁，防止两路变频同时合闸。可实现
单台变频或工频运行，一变一工同时运行，两台工频同时运行多种运行方案。设频率跟踪系统，变频故障跳闸自动切换工频保护，确保变频器故障后维持锅炉运行,也可以实现手动变频切换工频操作。柜门加装电子锁，禁止带电操作隔离刀闸和检修。可选择就地或DCS控制启停和频率调节。
图1 图2
三、就地控制系统
因变频器厂家对“一拖二”系统并不熟悉，原就地控制系统存在很多问题，其主要问题是两台锅炉的变频器高压断路器控制公用一套旋钮，仅通过“1#炉/2#炉”选择旋钮进行切换控制，并且启停采用旋钮控制，操作麻烦且容易造成误操作。经与厂家研讨，将控制方式改为图2所示。将1#炉和2#炉的变频、工频合闸分开，用三位旋钮，分别控制“变频合闸”“空位”“工频合闸”，启停控制由单个旋钮改为两个自复位开关，本地/远程控制和变频器启停按钮为共用。改造完成后，操作大幅简化，两台送风机操作互不影响。
四、DCS系统和保护连锁改造
DCS系统保留原真空高压断路器的控制方式，新增高压变频器相关控制和状态信号，包括变频分合闸、变频启停、工频分合闸等。原先锅炉灭火保护的连锁使用的是1#2#炉高压电动机的真空高压开关信号，即开关断开后，锅炉灭火保护动作。因新加入变频器，重新设定保护方式，遇到的难点是，变频器启动、停止、电流等信号为1、2#炉共用，并且需要判断电动机处于变频还是工频运行状态。最后加入变频器本身高压断路器开合信号做判断条
件，KM1、KM2、KM3同时变为分闸状态，并延时3秒后（躲过变频器故障变频自动切换工频的情况），或者真空高压开关变为分闸状态判断为送风机停运，锅炉灭火保护动作。
五、编制操作规范
因厂家未提供具体的操作规范，并且安装完成后对操作系统进行了一定的改造，所以重新编制了《#1、#2炉送风机一拖二变频系统操作运行方案》，主要包括启动前的检查项目、具体操作步骤和顺序，操作过程中的注意事项，故障状态下的处理等。
操作规范经过了数次改编后定稿，比如一次在故障停炉后，运行人员再次启运变频器，发现无法变频启动。第二日前来检查，发现按旧版操作规程操作到“变频合闸”后，没有等到“系统就绪灯”亮起就点“变频启动”，造成变频器启动失败，因此在最新的操作规程中特别注明。
六、项目改造实施效果
项目改造完成后，经实际测试，对系统存在以下效益：
1、送风机电动机工频运行时，根据DCS运行数据和实测数值，平均节电率约为50%。以2015年度运行4个月时间计算，约节能190000kW·h，节能效果显著。
2、提高电动机功率因数，降低无功损耗，改造前，电动机功率因数为0.85，使用高压变频器，功率因数能提高到0.95左右。
3、降低起动电流，减少对电动机和电网系统的冲击。工频启动，电动机启动电流为额定电流的6-8倍，使用高压变频器启动，启动电流降至额定电流的2-3倍，实现软启动，延长了电动机和电网寿命。
六、结论
通过变频改造后，实现了节能降耗，在改造过程中，逐步解决了锅炉引风机“一拖二”改造方案中的控制程序、系统保护、操作规范等问题，为中小功率的高压电机变频改造提供了很好的借鉴经验。
参考文献
[1]刘世雄.高压变频器“一拖二”方案在锅炉引风机上的应用[J].电力技术，2010，v.19;No.10119:65-68.