上世紀(jì)90年代末期始,高壓變頻器可靠性已經(jīng)達(dá)到了較高水平,價格也逐步下降,其中用于電廠鍋爐吸風(fēng)機、送風(fēng)機的變頻器占了較大的比重。但是,高壓變頻器的應(yīng)用對電力生產(chǎn)安全也帶來了一此問題。根據(jù)調(diào)查,由于變頻器故障或相關(guān)其它原因誘使變頻器跳閘導(dǎo)致鍋爐滅火或機組出力受限的情況時有發(fā)生。
一、改造方案
軍糖城發(fā)電廠8號爐吸風(fēng)機變頻調(diào)速改造中,通過控制系統(tǒng)改造,采取了完善的保護措施,保證變頻器故障時機組能正常運行。
軍糧城發(fā)電廠8號爐2臺吸風(fēng)機原為高、低速兩擋運行方式,在進(jìn)行變頻控制改造中,乙吸風(fēng)機仍保留高低速兩擋運行方式,甲吸風(fēng)機改為高壓變頻器變速運行方式。甲吸風(fēng)機改造接線中(圖1),將原高速開關(guān)改做變頻器入口開關(guān)(2DL),原低速開關(guān)改做旁路開關(guān)(lDL),新增變頻器出口開關(guān)(3DL)。
二、聯(lián)鎖保護措施
(1)乙吸風(fēng)機原聯(lián)鎖邏輯不變。
(2)變頻器故障時,同時跳變頻器入口開關(guān)和出口開關(guān)并報警。當(dāng)變頻器跳閘(變頻器故障或變頻器入口開關(guān)、出口開關(guān)任一跳閘)但電動機正常時,甲吸風(fēng)機擋板自動關(guān)至一定位置,經(jīng)一定延時后(4s),自動合上旁路開關(guān),吸風(fēng)機轉(zhuǎn)工頻運行,爐膛負(fù)壓由手動操作吸風(fēng)機擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(3)當(dāng)甲吸風(fēng)機跳閘(變頻器和旁路開關(guān)均跳閘)而電動機也出現(xiàn)故障時,旁路開關(guān)不自動閉合,甲吸風(fēng)機擋板自動全關(guān)。
?。?)鍋爐吸風(fēng)機聯(lián)鎖邏輯:當(dāng)甲吸風(fēng)機跳閘時,乙吸風(fēng)機自動切為高速運行;當(dāng)乙吸風(fēng)機跳閘時,甲吸風(fēng)機自動升速至轉(zhuǎn)速;關(guān)閉跳閘的吸風(fēng)機擋板。
三、熱工改造
?。?)鍋爐正常運行時,乙吸風(fēng)機為定速運行,甲吸風(fēng)機變速運行,調(diào)節(jié)風(fēng)量。(2)爐膛負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)改為以變頻器調(diào)速作為調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓的手段;(3)保留甲、乙吸風(fēng)機擋板遠(yuǎn)方操作功能,正常時為全開狀態(tài);在變頻器故障時,手動調(diào)節(jié)風(fēng)量。
四、吸風(fēng)機擋板開度和動作時間
當(dāng)變頻器故障時,以吸風(fēng)機擋板的開度與變頻器故障前的轉(zhuǎn)速確定吸風(fēng)機擋板的開度。根據(jù)試驗,當(dāng)乙吸風(fēng)機處于低速運行、擋板全開時,甲吸風(fēng)機擋板的開度可用以下方法計算:
當(dāng)n≥100r/min時,k=(a1-a2×n+a3×n2)×
當(dāng)n<300r/min時,k=O
其中k為甲吸風(fēng)機擋板的開度,n為變頻器故障前的轉(zhuǎn)速a1、a2、a3為擬合系數(shù)。
吸風(fēng)機擋板執(zhí)行機構(gòu)動作時間的確定:從變頻器故障到旁路開關(guān)合閘約4s,電機進(jìn)大全速運轉(zhuǎn)需(3~4)s,為了抵消由于電機速度增加而帶來的風(fēng)量增加,擋板應(yīng)在幾乎相同的時間內(nèi)關(guān)到預(yù)定位置。考慮到鍋爐燃燒通道的容積,擋板全關(guān)動作時間應(yīng)控制在(10~15)s。為了實現(xiàn)風(fēng)機擋板故障時快速動作和運行調(diào)整的操作穩(wěn)定,對風(fēng)機擋板執(zhí)行機構(gòu)動作的要求是故障狀態(tài)時動作速度快,正常操作時動作速度慢,以方便調(diào)整。
五、運行效果
2004年3月4日,變頻器突然發(fā)生故障,故障后運行記錄曲線見圖2。從圖2可知吸風(fēng)機擋板指令迅速關(guān)小,爐膛壓力迅速呈負(fù),但隨著吸風(fēng)機入口擋板的關(guān)小又回到正常水平,爐膛壓力zui低值約為-4OPa。