1、項目概況
大唐華銀金竹山火力發電分公司位于冷水江市,隸屬于華銀電力股份公司,現有#1機組、#2機組、#3機組投入運行,總裝機容量1800MW,并留有四號機擴建場地。該公司#1、#2爐采用了兩臺東方鍋爐股份公司生產的DG2030/17.6-Ⅱ3型鍋爐,其主要技術特征為亞臨界參數、自然循環、雙拱爐膛、中間一次再熱、尾部雙煙道、平衡通風、露天布置、全鋼結構、全懸吊結構、固態排渣、“W”火焰鍋爐,能燃燒劣質無煙煤。鍋爐分別對稱配置2臺動葉可調送風機、2臺動葉可調一次風機和2臺靜葉可調軸流式引風機。
其發電機組正常運行時,鍋爐的爐膛壓力依靠風煙系統中的引、送風機來調整,工頻情況下的調整方法是:風機正常啟動后,根據鍋爐的負荷情況,調節引風機的前導靜葉開度以達到爐膛基本保持負壓,當機組負荷達到400MW以上時,調節好引A、B引風機的的電流,使其偏差在10A以內,然后就把引風機的前導靜葉設為自動,根據爐膛設定的目標壓力,經過PID計算后DCS自動給定調節引風機的前導靜葉開度。
2、600MW機組引風機的變頻改造情況
目前大唐華銀金竹山火力發電分公司的3臺600MW爐的引風機都采用直接串工頻啟動,沒有任何的軟啟裝置。由于國家節能降耗和引風機實際調節要求,經過大唐華銀電力股份有限公司的領導專家對國內高壓變頻調速系統的技術考察,最終采用了廣州智光電氣股份有限公司的Zinvert-A8H4150/06Y高壓變頻調速裝置,對其#1爐的兩臺引風機進行改造。
2.1 #1爐引風機電機和風機參數
表1 電機和風機參數配置表
2.2 高壓變頻調速系統的參數配置
表2 高壓變頻調速系統參數配置表
2.3 高壓變頻調速系統改造方案
#1爐的兩臺引風機配置兩臺一拖一的高壓變頻調速系統,分別控制控制A、B引風機。通過高壓變頻調節引風機的風量,使其滿足生產需要。高壓變頻調速系統改造后一次圖如下:
圖1 高壓變頻調速系統一次主接線圖
[$page] 變頻狀態,刀閘K1閉合,刀閘K2打到變頻位置,工頻狀態,刀閘K1分開,刀閘K2打到工頻位置。其中刀閘K1、刀閘K2是變頻器內部手動隔離刀閘, J是變頻器內部的真空接觸器。刀閘K1、K2只有在無高壓、變頻器停止狀態和接觸器J斷開情況下才能手動操作。真空接觸器J在變頻器送高壓后1秒,自動閉合,在變頻器停止,并且分斷高壓后的5秒,接觸器J自動分開。
圖2 高壓變頻調速系統現場運行圖 圖3 高壓變頻調速系統控制的風機圖
2.4 高壓變頻調速系統DCS邏輯和控制方式
2.4.1 高壓變頻調速系統DCS邏輯
1) 引風機的運行狀態信號:變頻狀態,采用高壓變頻的運行狀態信號、刀閘K1、刀閘K2的變頻狀態節點信號相與后的信號作為引風機的運行信號;工頻狀態,采用6KV高壓開關柜的合閘輔助接點和高壓變頻刀閘K2的工頻狀態節點信號相與后的信號作為引風機的運行信號。在變頻狀態,同時如果高壓變頻的運行狀態信號丟失,延時4S后沒有恢復,則引風機運行信號丟失。引風機運行信號丟失后,系統則RB保護。
2) 引風機的跳閘狀態信號:高壓變頻的跳閘信號是由一個繼電器動作,控制兩個相同節點發出跳閘信號,其中一個跳閘信號直接接到6KV高壓開關柜的跳閘回路中起保護跳閘作用。另一個跳閘信號則接到后臺DCS做邏輯和狀態顯示。
高壓變頻發給DCS的跳閘脈沖信號、刀閘K2變頻狀態節點信號相與后的信號去觸發邏輯觸發器發出高電平信號,作為備用的6KV高壓開關跳閘信號。當高壓變頻重新啟動后,采用高壓變頻運行狀態信號、6KV高壓開關柜的合閘輔助接點信號、刀閘K2的變頻狀態節點信號相與后,去復位觸發器的電平信號。
2.4.2 高壓變頻調速系統的DCS端控制方式
高壓變頻的遠程啟動、停止、緊急停、復位操作,各狀態量和頻率的給定、反饋等都送到了DCS端并做到了操作畫面上,可以在DCS畫面上通過手動操作啟停高壓變頻,頻率可以手動輸入或者自動PID調節兩種方式給定。自動PID給定頻率的方式為:首先啟動高壓變頻,引風機的靜葉手動調節到30%左右,兩臺變頻同時手動給定頻率是高壓變頻運行到30HZ,然后微調頻率,使A、B引風機的電流平衡(電流相差在10A以內,如果電流偏差太大,會造成引風機搶風,失速)后,兩臺高壓變頻投自動(系統PID調節),隨著鍋爐負荷的增加,開始調節A、B引風機前導靜葉開度,直到靜葉開度調節到90%以上。投入自動后,可以設置高壓變頻的目標壓力和頻率偏差以達到PID的準確控制。
3、改造效果分析
由于#1爐在設計時,其引風機電機和風機的選型偏大,所以在選配高壓變頻調速系統時,是按照#1爐引風機的長期運行工況電流選配。同時由于鍋爐對煤質要求不高,只要煤的標準熱量達到3000~5500大卡都可以燃燒,就造成