高压变频替代液偶调速改造中的问题与处理

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1、产品与技术 电 气传动 黪 喾 拶靠F嚣 嚣； l | 蜚 g 扩 变频器J 高压变频替代液偶调速改造中 的问题与处理 文大唐淮北发电厂吴朗蒋勇 对液偶改变频I作出现的问题与处理进行7阐述 对改造前后设备的运行情况 l 进行7比对。 一般而言，偶合器存在严重的偶合损失和转 差损失 ， 偶合损失是 由于液压油内摩擦造成的； 转 差损失是由于其调速时 ，输出轴与输入轴存在转 速差造成的， 这种损失随着转速差的增加而上升， 两部分损失最终都变成热损失。 不仅如此， 液力偶 合器还有以下缺点：不能适应频繁调速。受执 行机构和液压机构限制， 调速精度差， 同时还存在 严重非线性。 由于制造精度难以进步

2、， 液偶长期 运行时系统设备故障率高 ，再加上其需要一整套 油系统 ， 运行 维护工 作量非常 大。 而 变频装 置的效 率高达 0 9 0以上 ，若采用变频调速技术，电动机 转速根据风机风量大小进行调节 ，可以降低机械 损耗， 无论轻载和满载运行， 都有极高的效率。由 此可见， 在资金允许的情况下， 进行变频改造很有 必 要。 大唐淮北发电厂8 号机组容量2 1 0Mw，8 号 炉甲、乙引风机和甲、乙送风机的设计功率均为 1 6 0 0 k W ，运行方式 为 “ 同时运行 ” ，相对 国内 同 容量的2 0 0 Mw机组风机功率明显偏大， 属于典型 的大马拉小车现象， 虽然在节约用电方面做

3、了大量 工作 ， 如通过 合理调度 、 优化运 行方式等形式大 力 挖掘节能降耗潜力， 但厂用电率还是远远高于新建 的大容量机组，存在很大的节能空间。4台风机均 采用定速运行 ( 5 0 Hz ) ，液偶调速。经多方考察和 论证 ， 决定对4 台风机原液偶调速全部改为变频调 速。当然，在整个改造过程中，从确定改造方案， 设备施工安装 ，到设备运行后 ，均遇到了一些问 题 ， 本 文对此进行 阐述 ， 并对改造前后 的运行情况 进行对 比。 8 8 电号明代。 2 0 1 1 年第1 2 期 液偶的废除问题 改造前 8 号炉引、送风机在电动机与风机之间 采 用液 力偶 合器连接 ，若改用高压变频

4、控制 ，考虑 到风机运行的稳定性，提出了三种施工方案，并对 方案 的优劣进行分析对 比。 1 ) 方案一。 将液力偶合器保存调速开度值调整 为 1 0 0 输出，由变频调整电动机转速。 优点：无需进行大的改动，施工简单 ，节省改 造费用。 缺点：没有根除液力偶合器的弊端，对液力偶 合器的维护同样存在；同时由于液力偶合器本身的 效率问题，造成节能率下降；两套系统同时运行是 否稳定，未有成功先例，安全风险大。 2 ) 方案二。拆除液力偶合器， 将电动机向前移 位、采用直接联接方式。对电动机移位后与风机直 联的摩擦片重新定制，重新制作电动机基础。 优点：电动机和风机直接相连 ， 系统稳定可靠 。 缺

5、点：需重新制作电动机基础，不仅改造费用 大大上升 ，而且 电动机与风机直接联接 ，工程 改造 时间长，在机组小修中无法完成重新制作基础，同 时电动机与风 机间采用 硬性连接 ， 假如 同轴度难 以 保证 ，其 后果十分 严重。 3 ) 方案三。将液偶调速器拆除， 不移动电动机 位置 ，在两者 之间用联 轴器和中间轴进行连接 。 优 点：工期短 ，费用较低 。 缺 点：对联轴器的质量及安装技 术要求高 ，正 常运行过程 中存在联轴器和 中间轴故障风险 ，且此 前风机轴承在运行过程 中经常 出现发热现象 ，若再 增加6 0 0 k g 左右的传动部件 ， 是否会影响风机的正 常运转。此问题将需要经

6、过实践考验。 4 ) 方案的确定。 由于8 号机组在近年内无大修， 方案二可以排除。我们考察了国内类似液偶改变频 的实例， 对双膜片联轴器生产厂家和产品原理结构 进行了了解。认为联轴器具有长轴距联接，承受扭 矩大的能力，同时还能在一定程度上修正电动机与 凤机轴间的同心度偏差，实现简单而平稳的转动， 是长间隔大扭矩情况下最理想的联接设备，特别适 合拆除液藕后电动机与风机的联接。并且设备安装 十分便利，工期完全可以满足要求。 再从安全可靠、节能效果等方面综合考虑 ， 最终我们确定方案三，在机组小修 中将改造工作 完成。 变频器施工问题 变频器的施工主要考虑的问题包括最大限度节 约资金并做到安全施工

7、。我们从产品的订货、设计 和安装一直在考虑如何节约资金和节能，主要通过 以下两方面完成。 1 ) 为节省制冷空调的耗能， 我们和厂家人员商 定，将变压器柜和旁通柜与对环境温度要求较高的 控制柜和功率柜分室布置 ，控制柜和功率柜加装空 调 ，变压器和旁通柜室仅加装排气扇，保证装置的 整体冷却通风要求，这样在正常运行过程中大大降 低 了空调制冷量 ，节约 了电能消耗 。 2 ) 为了减少改造成本， 节约改造费用， 结合原 4台风机 电缆走向和现场实际，确定变频室坐落地 点 。并根据变频室位 置，确定将原 8 号机组 6 k V开 关室到 2 台 引风机 电动机 的动 力电缆从 电动机侧抽 回到变频

8、室，从变频室另外敷设新动力电缆到引风 机 电动机 ，将原 6k V开关室到 2台送风机 电动机 的 动力电缆从6 k V开关室侧抽回到变频室， 从变频室 另外敷设新动力电缆到 6 k V开关室，此方案节约 6 k V电缆 6 0 0 m，大大节省 了资金投入 。 机械部分安装和控制部分修改 1 联轴器和中间轴的安装 1 ) 送风机液力偶合器拆除， 传动方式改为中间 轴直连传动。本次改造将原来弹性柱销联轴器，改 为膜片式联轴 器 ，在两副膜片式联轴器中间 ，加装 一根 中空的连接轴 ， 膜片联轴器的型号为F 0 彻 0 1 2 5 0 1 ，中间轴型号为 X4 3 0 1 0 ， 其长度为 1

9、5 7 2 mm， 传动部件总重为 5 3 9 k g 。 2 )送风机烟风道部分改造。在两台送风机的 电 气传动 产品与技术 进 口凤道上，各加装一台机翼型电动调节挡板门， 其规格型号为 3 2 4 5 mm X 2 4 0 0mm 8 5 0mm； 在锅炉尾部烟道出口和电除尘进 口烟道之间的烟道 上，加装联络烟道。 3 ) 将引风机液力偶合器拆除， 传动方式改为中 间轴直连传动。本次改造将原来弹性柱销联轴器， 改为膜片式联轴器，在两副膜片式联轴器中间，加 装一根 中空的连 接轴 ，膜 片联轴 器的 型号 为 F o r m1 1 ，中间轴型号为 X4 2 9 1 0 ，其长度为 1 7 5

10、 0 n l_ ff l ， 传动部件总重为6 4 9k g 。 并将引风机入I： 1 挡板 门由手动改为电动，以满足工频状况调节需要。 2 控制部分修改 1 ) 热控方面的修改包括在D C S 系统中增加引、 送风机变频控制逻辑及入口挡板控制逻辑 ， 并修改 操作画面。完善并修改引、送凤机、入口挡板相关 联锁、保护及顺控等逻辑。 2 )电气专业主要修改了四台风机的保护定值。 运行后发生的问题与处理 1 ) 4台风机变频器投运后在 DC S 检测画面中 显示电流不稳，电流时刻在波动状态。例如：频率 在 3 0 Hz 左右时，电流波动范围大概为 1 2 A左右 ( 频率给定值小数点后数字也有变化

11、) 。 对此 ， 厂家 技术人员对装置内部参数进行 了适当修正 ，该现 象好转。 2 )2 0 1 0 年 1 月 1 3日，乙引风机 “ 变频轻故障” 信号发出， 5 S 后 “ 变频重故障”信号发出，乙引风 机开关跳闸。就地检查乙引风机电动机及机械部分 正常，变频显示“ 变压器温度高” ， “ 变压器温度 超高” ，并发“ 高压掉电”信号。变压器控制柜显 示温 度 ：A相 5 1 、B相 4 8、C相 5 3。检查 结果为：变频器没有运行时，发现变压器的 A和B 相的温度为 2 5而 C相 的温度为 6 0，触动一下 P T1 0 0和温度巡检仪的接线处，C相的温度就恢复 正常，再次触动接

12、线处温度又上升。把线重新紧固 后再次去触动接线处温度还是上升，因此判断为C 相的温度巡检仪已坏。现对C相的温度巡检仪的跳 闸回路进行了拆除，仅对温度进行信号监视，杜绝 类似 现象的再次发生。 3 ) 2 0 1 0 年2月2 8日，8 号机负荷 1 9 0Mw，甲 送风机发出跳闸信号并导致开关跳闸， 就地触摸屏 上显示 “ A 4 单元驱动故障、主板重故障” ，更换A 4 单元后重新起动运行正常，在但在运行不到 1 h再 次报重故障跳闸 ， 就地触摸屏上显示 “ A 4 单元驱动 2 0 1 1 年第1 2 期 电气日 寸 代 I 8 9 产品与技术 电 气传动 强 孙 魏 甏 I 螺 氇 鹳

13、砾 镪 故障、主板重故障” 。处理情况：检测后发现2 块驱 动板有问题，分别为第一次报驱动故障和第二次报 驱动故障那两块， 具体原因是驱动板二极管被击穿 导致驱动板所发波形异常从而引发驱动故障，将其 更换后正常；两个功率单元的I GB T有问题， 更换 I G B T和驱动板后带电抗器运行正常。 4 )2 0 1 0 年 7月2 7日，8 号机负荷 1 4 0 Mw， 8 号炉甲引风机跳闸，炉膛压力波动较大 ( 正压 1 8 5 P a ) ， 立即投油稳燃 ， 停运一套制粉系统， 调整燃烧 稳定，D CS 上显示 “ 8 号炉甲引风机变频器主板重 故障” 信号 ， 就地检查变频柜上显示 “

14、主板重故障” 信号，现场检查未发现问题 ，推断主板重故障的可 能原因有以下几种：主板误动作。主板参数储 存器损坏。 主板受损。 光通母板或子板受损。 为 确保运行安全 ，将主板更换，做低压调试变频器运 行正常，之后变频器带载运行正常。 5 ) 遗留的问题。甲、乙送风机在工频状态下存 在蜗壳振动现象。 对此问题， 初步制定解决方案。 由 于原送风机在液偶调速状态下的转速为7 0 0 r mi n 左 右，改造后在工频状态的额定转速是9 6 0 r mi n 。因 此解决办法应该将 电动机的转速降下来 ，拟将该电 动机更改为双速 电动机 ，以满足工频状态下的运行 要求 。 改造前后运行情况对比 1

15、 ) 液力偶合器不能解决电动机起动问题， 电动 机仍然为直接起动， 起动电流大并且不能频繁起动。 变频器对电动机及负载机械实现真正的软起动，起 动时电流不超过电动机额定电流的1 2 倍， 解决了起 动冲击问题，如果工作需要，电动机可以在短时间 内多次重复起动，电动机使用寿命延长。在整个运 行范围内，电动机可保证运行平稳，损耗减小 ，温 升正常。风机起动时的噪声和起动电流非常小。 2 )自引、 送风机变频器投入使用以来， 与原液 偶调速相比较 ，在机组带满负荷运行时，引、送风 机高压侧电流显著下降5 0 以上，电动机及高压电 缆的发热降低8 以上， 电动机的性能明显改善， 无 形中延长了电气设备

16、的使用寿命。 3 )液力偶合器的调速范围一般为 2 5 9 7 ， 其功率损耗与转差成正比，为s P ， ( S 为滑差，P 。 为 电动机输入功率) 。 当液力偶合器输出转速为额定转 速的1 3 时， 调速装置本身的损耗最大， 约为额定输 入功率的 1 6 。而变频器调速范围为0 1 0 0 ，在 整个调速范围内都具有较高的效率 ( 大于 9 7 J 。 g 0 l电气 寸 代 2 0 1 1 年第 1 2 期 4 )变频器的调节与本厂 D CS系统成功进行了 接口， 实现了DC S系统对引、 送风机变频器的监控 与操作调整， 并在 D C S中完成了引、送风机电动机 及变频器的顺控起动、停止功能，实现了只需按动 一键，即可完成变频器从充电、自检、选择最佳时 间及合电动机高压开关的