一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明具體公開了動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，是一種通過對現(xiàn)有新建和在役火力發(fā)電廠鍋爐動葉可調(diào)式引風(fēng)機的運行、調(diào)節(jié)方式進行優(yōu)化，利用專用動葉可調(diào)式引風(fēng)機高壓大功率變頻器驅(qū)動動葉可調(diào)式引風(fēng)機，使其既能達到節(jié)能降耗的目的，同時也能提高系統(tǒng)整體運行可靠性 ；本發(fā)明的目的是在傳統(tǒng)動葉可調(diào)式引風(fēng)機連接方式不變的基礎(chǔ)上，在電源斷路器與電動機之間配置動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，通過工頻、變頻回路的切換可以實現(xiàn)動葉可調(diào)式引風(fēng)機的四種運行方式，即是在利用該節(jié)能系統(tǒng)既可以實現(xiàn)動葉可調(diào)式引風(fēng)機處于高效經(jīng)濟工作點的變頻調(diào)速運行，同時也保留了原有動葉可調(diào)式引風(fēng)機系統(tǒng)在改造之前的工頻定速的調(diào)節(jié)方式。
【專利說明】-種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機電結(jié)合節(jié)能調(diào)速領(lǐng)域，特別是涉及一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻器節(jié) 能系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在役或者新建火力發(fā)電機組的鍋爐引風(fēng)機系統(tǒng)大多數(shù)采用的是動葉可調(diào)式軸流 風(fēng)機(如FAF系列、SAF系列等)，其主要通過改變動葉可調(diào)式引風(fēng)機葉片的開度來實現(xiàn)對風(fēng) 機輸出風(fēng)量、風(fēng)壓的控制及改變，以適應(yīng)火電廠發(fā)電負荷調(diào)整、變化的需要。動葉可調(diào)式引 風(fēng)機相比于傳統(tǒng)的離心風(fēng)機、靜葉可調(diào)式引風(fēng)機，其在一定的葉片開度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)能夠保 證較高的工作效率，所以通常人們認(rèn)為對于在役或者新建火力發(fā)電機組鍋爐動葉可調(diào)式引 風(fēng)機進行變頻改造無法達到其節(jié)能降耗的目的，所以行業(yè)內(nèi)一直都存在一個誤區(qū)：動葉可 調(diào)式引風(fēng)機不適合進行變頻改造。
[0003] 但是，從目前國內(nèi)在役火力發(fā)電廠鍋爐動葉可調(diào)式引風(fēng)機的實際運行情況，及火 力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)范兩個層面來看，一般在對鍋爐配套風(fēng)機容量進行設(shè)計時，從發(fā)電機 組運行的安全性考慮出發(fā)，單側(cè)風(fēng)機運行時，需具備帶75%負荷運行的能力，這樣一來，當(dāng) 雙側(cè)風(fēng)機同時運行，即便機組帶到額定負荷時實現(xiàn)滿發(fā)時，引風(fēng)機的設(shè)計余量一般在20%- 30%左右(若當(dāng)?shù)孛嘿|(zhì)情況較差或其他原因?qū)?dǎo)致風(fēng)機的設(shè)計余量更大)，風(fēng)機葉片的整 體開度一般處于在30% -100%這個區(qū)間內(nèi)，但是主要以集中在50%-60%范圍內(nèi)居多，由此可 見風(fēng)機并未處于其風(fēng)機設(shè)計之初的最佳經(jīng)濟運行工作點運行。在役火力發(fā)電機組運行中， 由于電網(wǎng)負荷的需要，火力發(fā)電機組往往是需要根據(jù)電網(wǎng)公司的要求實現(xiàn)調(diào)峰運行，機組 負荷率經(jīng)常處于50% - 75%之間，動葉可調(diào)式引風(fēng)機的葉片開度大多處于30% - 80%，往往處 于40% - 50%范圍內(nèi)居多，使得絕大多數(shù)引風(fēng)機更加偏離其設(shè)計的最佳經(jīng)濟運行工作點運 行?；谝陨蟽煞N情況，可以得出目前在大多數(shù)火力發(fā)電廠中，其配套的動葉可調(diào)式引風(fēng)機 的運行方式是不經(jīng)濟的，而且對其實施變頻改造實現(xiàn)節(jié)能降耗是可行的，其潛在的節(jié)電空 間一般在20%甚至更高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，使動葉 可調(diào)式引風(fēng)機在整個運行區(qū)間內(nèi)始終處于最高或者較高效率點工作，同時既可以實現(xiàn)變頻 調(diào)速運行，又可以切換至原有工頻定速運行，還能實現(xiàn)多種調(diào)節(jié)方式相結(jié)合，即是通過變頻 器對電動機調(diào)速，又通過調(diào)節(jié)風(fēng)機的葉片同時對風(fēng)機風(fēng)量進行調(diào)整。為解決上述技術(shù)問題， 本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案： 一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電源斷路器、變頻器、工頻旁路、 電動機以及動葉可調(diào)式引風(fēng)機；變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)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(diào)式引風(fēng)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(dāng)通過工頻旁路系統(tǒng)對電動機進行定速驅(qū)動時，所述動葉可調(diào)式引風(fēng) 機通過調(diào)整引風(fēng)機葉片開度調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0007] 進一步的，所述動葉可調(diào)式引風(fēng)機葉片開度范圍為309Γ100%。根據(jù)電廠現(xiàn)場實際 配置和運行情況，所述葉片開度范圍在此范圍內(nèi)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(qū)動時，將變頻器作為電動機輸入的 可調(diào)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(diào)整引風(fēng)機葉片開度來調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0009] 進一步的，所述系統(tǒng)變頻驅(qū)動引風(fēng)機時，同時通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機轉(zhuǎn)速和葉片開度來 調(diào)節(jié)風(fēng)機的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0010] 進一步的，還包括上位DCS控制系統(tǒng)，變頻器通過與上位DCS控制系統(tǒng)配合自動獲 取引風(fēng)機在不同轉(zhuǎn)速下、不同葉片開度下所對應(yīng)的引風(fēng)機的實際電流、電壓、功率因數(shù)、功 耗等多組運行數(shù)據(jù)；然后根據(jù)系統(tǒng)的控制算法對獲取的多組數(shù)據(jù)進行計算，并逐一進行分 析，確定出機組在不同發(fā)電負荷下，引風(fēng)機的最佳轉(zhuǎn)速及葉片開度值。
[0011] 進一步的，所述變頻器具備引風(fēng)機軸系扭振的抑制功能。
[0012] 進一步的，所述變頻器的引風(fēng)機軸系扭振的抑制功能實現(xiàn)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(tǒng)空載啟動，計算變頻器的電壓給定值：變頻器控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式， 電壓給定信號的頻率經(jīng)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(quán)利要求】
1. 一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括電源斷路器、變 頻器、工頻旁路、電動機以及動葉可調(diào)式引風(fēng)機；變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)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(diào)式引風(fēng)機相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于： 當(dāng)通過工頻旁路系統(tǒng)對電動機進行定速驅(qū)動時，所述動葉可調(diào)式引風(fēng)機通過調(diào)整引風(fēng)機葉 片開度調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述動 葉可調(diào)式風(fēng)機葉片開度范圍為309T100%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于： 通過變頻器對電動機進行可變速驅(qū)動時，將變頻器作為電動機輸入的可調(diào)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(diào)整引風(fēng)機葉片開 度來調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述系統(tǒng)變頻驅(qū)動引風(fēng)機時，同時通過調(diào)節(jié)引風(fēng)機轉(zhuǎn)速和葉片開度來調(diào)節(jié)風(fēng)機的輸出 風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：還包括 上位DCS控制系統(tǒng)，變頻器通過與上位DCS控制系統(tǒng)配合自動獲取引風(fēng)機在不同轉(zhuǎn)速下、不 同葉片開度下所對應(yīng)的引風(fēng)機的實際電流、電壓、功率因數(shù)、功耗等多組運行數(shù)據(jù)；然后根 據(jù)系統(tǒng)的控制算法對獲取的多組數(shù)據(jù)進行計算，并逐一進行分析，確定出機組在不同發(fā)電 負荷下，引風(fēng)機的最佳轉(zhuǎn)速及葉片開度值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或7所述的任一一種動葉可調(diào)式風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述變頻器具備引風(fēng)機軸系扭振的抑制功能。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種動葉可調(diào)式風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻 器的引風(fēng)機軸系扭振的抑制功能實現(xiàn)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(tǒng)空載啟動，計算變頻 器的電壓給定值：變頻器控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式，電壓給定信號的頻率 經(jīng)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(xiàn)場需求決定； b、 根據(jù)步驟a中計算得到的電壓給定值，變頻器控制系統(tǒng)進行隨機PWM調(diào)制，得到變頻 器輸出電壓； c、 啟動完成后，系統(tǒng)接入風(fēng)機或水栗負載； d、 在帶載運行過程中，變頻器檢測到風(fēng)機或水泵出力不足或過剩時，向變頻器發(fā)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(yīng)
e、 根據(jù)步驟（4)中計算得到的電壓給定值，變頻器控制系統(tǒng)進行隨機PWM調(diào)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(xù)到變頻器控制系統(tǒng)檢測到風(fēng)機或 水泵出力滿足實際需求。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種動葉可調(diào)式風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述系統(tǒng)采用變頻調(diào)速輸入，即通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率對電動機進行可變速驅(qū)動 時，固定動葉可調(diào)式引風(fēng)機葉片在一對應(yīng)效率較高的位置，調(diào)整引風(fēng)機運行轉(zhuǎn)速控制風(fēng)機 的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】馬勁松, 唐俊, 蔣國正, 陳功 申請人:東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司