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摘要：在火力发电厂，为了提高火力发电质量，要科学采取有效的技术措施，以提高电厂风机变频改造能力，从而保证活力发电效率。本文基于有效的工作实践，结合具体工作实际，积极探索了如何对火力发电厂风机进行变频改造，以提高工作水平，希望通过进一步阐述，能够为火力发电厂风机变频改造工作顺利开展提供有效参考。
关键词：火力发电厂;风机;变频改造
引言
对于火力发电厂来说，风机作为重要的设备，采取有效的变频改造技术不仅提高了风机运行效率，也大大节省了更多的能源消耗，随着技术发展，越来越多的技术人员开展重视电厂风机变频改造工作的开展，本文基于有效的工作实践，将对其进行深入研究，希望结合有效研究，能够提高火力发电厂发电质量。
1火力发电厂风机变频改造的意义
将风机进行变频调速后可以节约大量的电力消耗。火电厂中的一次风机等设备的使用时间比较长，电力资源消耗比较大，研究一次风机的变频调速技术和风机节能措施具有非常重要的现实意义。通过风机运行原理分析可知，合理的调节风机的转速可以实现风机节能的目的，因为火电厂中的发电机组的电力负载是随着电网中用电设备的负荷大小变化而相应变化的，如果电力系统中的负荷随时间发生了变化，那么发电机组的功率也必须进行相应的调整，为发电机组服务的风机等辅机也应相应变化，以保持供电系统的供需平衡。通常情况下采用挡板或者阀门的调节技术不仅不能有效节约电能，而且还会影响发电机的功率和系统的平衡，这种情况下风机变频改造就有非常重要的意义。
2火力发电厂风机变频改造实践
2.1变工频自动切换的改造
工频、变频切换功能有正常的切换功能和故障切换功能，正常工况下泵或风机有工频切换到变频、有变频再切换到工频。对于一些没有备用的辅机，当出现变频器故障时，将变频自动切换到工频，在进行机组风机变频改造中，当出现变频器故障时，没有考虑变频切换到工频的功能，导致辅机跳闸。这种改造方法降低机组运行的可靠性，机组负荷与参数波动很大。风机变频改造中，设计变频故障时的变工频自动切换，机组在运行的时候出现两次变频器故障，都切换到工频，所以在变频器故障切换工频功能设计的时候，应充分考虑相互间的匹配动作，同时应注意以下几点：
1）变频器故障后应切断进、出口开关，过几秒后合上工频开关，应保证电机安全，还应满足风压变化不超限。
2）变频器故障后应切断进、出口开关的同时，故障的一次风机静叶应快速关到此负荷下对应的开度，达到正常开度后切换到静叶的压力控制，故障风机升工频的时候，正常风机应同时升到工频，静叶关至工频时此负荷下对应的开度，然后在切换到一次风机静叶的压力控制，防止两侧强风情况出现。
3）应记录原先工频时不同负荷下调门或静叶对应的开度十分重要，对于风机，尽管由于不同负荷下静叶开度与煤种、环境温度等关系很大，其动作趋势是正确的，有利于后续的调节，跟踪的开度指令信号考虑环境温度等因素的效果会更好。
对于一些有备用的辅机，如果变频器故障等因素引起运行辅机跳闸，会自动启动备用泵，调门开度与辅机转速间的匹配动作，防止辅机超出力跳闸或工艺参数越限。
2.2风机进行变频改造的设计要点
变频电机带动下的风机旁路方案采用一台高压变频器控制一台一次风机运行的方式。为了保证系统安全可靠的运行，变频器必须和工频旁路装置协调工作。变频器出现工作状态异常时，就会停止运行，在特殊情况下，可以利用手动装置进行旁路装置的切换。同时，变频器与系统连接采用两种控制方式：一是现场就地控制方式，二是利用可编程的逻辑控制器与DCS的连接，实现对系统的远程控制。对变频器的保护方案可以采用：过载保护、过流保护、过压保护、欠压保护、变频装置和隔离变压器的温度过热保护等。此外，在 RB工况时的控制过程，对于无备用辅机，当变频器故障时切换工频失败，或泵、风机自身故障，机组会触发RB，RB逻辑判断条件，应躲避变频切工频的时间，如当风机出现变频器故障的时候，先切换到工频，如果切换失败，再触发风机RB。当锅炉炉膛负压、一次风压，需要快速调节的回路。如发生吸风机RB时，运行吸风机的频率应升到50HZ，如果原先运行的吸风机静叶不在全开位置，可以增加开度，而跳闸吸风机的静叶应全关。吸风机改变频后，如发生送风机、给水泵等RB工况时，变频器速率受限制将对炉膛负压的控制带来不利影响。所以发生送风机RB时，吸风机静叶超驰关至某一开度，弥补变频器转速降低的情况。增减速率较慢是大型变频器的普遍情况，对调节的影响应引起关注，考虑故障工况下参数大扰动的应对措施。
2.3风机变频改造后存在问题及采取的措施
1）风机电动机采用强迫循环风冷却方式，冷却风机与电动机同轴运行，长时间低频运行，电动机发热不能有效散出。因此，调试中设置开机升频变速点和降频变速點为20 Hz，规定电动机不允许在20 Hz以下停留运行。
2）原风机所使用电动机的额定功率较改造前下降10%。在调试过程中，频率为50 Hz时出现电动机电流与变频器进线电流相差17 A的现象，即电动机电流达到额定电流187A，而变频器进线电流只有170 A。华电四川发电有限公司攀枝花分公司技术人员与厂家调试人员共同分析认为，可能是电动机电流中包含了无功电流和不平衡电流成分，所以出现偏差。电动机是否允许过载运行以满足锅炉所需风量，应根据电动机制造厂过载试验确定，所以，电动机电流仍然按照额定电流监视运行，短时过载运行应严格按照制造厂规定执行。
3）为有效降低启动转矩，在风机启动过程中进、出口风门应关闭，风机变频器启动频率达到20 Hz及以上全开风门。虽然该引风机变频器设计了旁路运行直接启动风机，但在工频直接启动试验过程中发现，启动电流达到900 A以上，6 kV母线电压自6.0kV下降到5.4kV，启动时间长达35s，对系统冲击较大。从保护定值方面分析，没有发现问题。从电动机结构查原因，发现该型电动机定子线圈和铁芯是按照液力偶合器调速轻载启动设计，不具备直接启动条件，降低了设备可靠性。
4）增加变频器及辅助设备运行维护。电气产品对环境要求较高，变频器室安装在锅炉车间，灰、渣、粉尘、汽、水等较重，影响变频器安全运行。针对此情况，制订了变频室空调、滤网等定期维护和设备切换制度，将变频室室温远传集控室监视，及时发现温度异常情况并进行现场检查。
结束语：
随着新时期发展，节能环保理念进一步深入火力发电厂生产之中，在此过程中，相关工作人员要提高认识，要加强对于火力发电厂风机变频改造的研究，并积极总结更加完善的改造方案，以确保发电厂各项工作有效开展，也以此保证发电企业日后的健康有序发展。
参考文献：
[1]王运生.变频调速技术在火力发电厂引风机中的应用[J].科技风，2017（03）：138.
[2]马鹏飞.浅谈变频器在火力发电厂风机上的应用[J].山东工业技术，2016（17）：155.
[3]王朝正.浅谈火力发电厂引风机变频节能改造[J].电工文摘，2014（01）：48-50.
白福旺，出生于1983年08月，毕业于齐齐哈尔大学机械设计制造及自动化专业，在职硕士学历，工程师，现工作于大唐东北电力试验研究院有限公司，从事锅炉技术监督及技术服务工作。地址吉林省长春市高新区蔚山路3195号，邮编130012。曾发表的论文如下：
1、水平浓淡型微油点火技术的应用，黑龙江电力2010年12月32期补充
2、有关锅炉节能减排存在的问题与应对策略分析，科技致富向导2012年27期
3、300MW循环流化床锅炉水冷布风板水冷壁漏泄分析，哈锅制造2017年5期
4、300MW机组水冷壁受热面喷涂黑体材料改造效果分析，能源科技2017年8期
5、300MW机组低温再热器爆管分析，电站系统工程2018年4期
关键词：火力发电厂;风机;变频改造
引言
对于火力发电厂来说，风机作为重要的设备，采取有效的变频改造技术不仅提高了风机运行效率，也大大节省了更多的能源消耗，随着技术发展，越来越多的技术人员开展重视电厂风机变频改造工作的开展，本文基于有效的工作实践，将对其进行深入研究，希望结合有效研究，能够提高火力发电厂发电质量。
1火力发电厂风机变频改造的意义
将风机进行变频调速后可以节约大量的电力消耗。火电厂中的一次风机等设备的使用时间比较长，电力资源消耗比较大，研究一次风机的变频调速技术和风机节能措施具有非常重要的现实意义。通过风机运行原理分析可知，合理的调节风机的转速可以实现风机节能的目的，因为火电厂中的发电机组的电力负载是随着电网中用电设备的负荷大小变化而相应变化的，如果电力系统中的负荷随时间发生了变化，那么发电机组的功率也必须进行相应的调整，为发电机组服务的风机等辅机也应相应变化，以保持供电系统的供需平衡。通常情况下采用挡板或者阀门的调节技术不仅不能有效节约电能，而且还会影响发电机的功率和系统的平衡，这种情况下风机变频改造就有非常重要的意义。
2火力发电厂风机变频改造实践
2.1变工频自动切换的改造
工频、变频切换功能有正常的切换功能和故障切换功能，正常工况下泵或风机有工频切换到变频、有变频再切换到工频。对于一些没有备用的辅机，当出现变频器故障时，将变频自动切换到工频，在进行机组风机变频改造中，当出现变频器故障时，没有考虑变频切换到工频的功能，导致辅机跳闸。这种改造方法降低机组运行的可靠性，机组负荷与参数波动很大。风机变频改造中，设计变频故障时的变工频自动切换，机组在运行的时候出现两次变频器故障，都切换到工频，所以在变频器故障切换工频功能设计的时候，应充分考虑相互间的匹配动作，同时应注意以下几点：
1）变频器故障后应切断进、出口开关，过几秒后合上工频开关，应保证电机安全，还应满足风压变化不超限。
2）变频器故障后应切断进、出口开关的同时，故障的一次风机静叶应快速关到此负荷下对应的开度，达到正常开度后切换到静叶的压力控制，故障风机升工频的时候，正常风机应同时升到工频，静叶关至工频时此负荷下对应的开度，然后在切换到一次风机静叶的压力控制，防止两侧强风情况出现。
3）应记录原先工频时不同负荷下调门或静叶对应的开度十分重要，对于风机，尽管由于不同负荷下静叶开度与煤种、环境温度等关系很大，其动作趋势是正确的，有利于后续的调节，跟踪的开度指令信号考虑环境温度等因素的效果会更好。
对于一些有备用的辅机，如果变频器故障等因素引起运行辅机跳闸，会自动启动备用泵，调门开度与辅机转速间的匹配动作，防止辅机超出力跳闸或工艺参数越限。
2.2风机进行变频改造的设计要点
变频电机带动下的风机旁路方案采用一台高压变频器控制一台一次风机运行的方式。为了保证系统安全可靠的运行，变频器必须和工频旁路装置协调工作。变频器出现工作状态异常时，就会停止运行，在特殊情况下，可以利用手动装置进行旁路装置的切换。同时，变频器与系统连接采用两种控制方式：一是现场就地控制方式，二是利用可编程的逻辑控制器与DCS的连接，实现对系统的远程控制。对变频器的保护方案可以采用：过载保护、过流保护、过压保护、欠压保护、变频装置和隔离变压器的温度过热保护等。此外，在 RB工况时的控制过程，对于无备用辅机，当变频器故障时切换工频失败，或泵、风机自身故障，机组会触发RB，RB逻辑判断条件，应躲避变频切工频的时间，如当风机出现变频器故障的时候，先切换到工频，如果切换失败，再触发风机RB。当锅炉炉膛负压、一次风压，需要快速调节的回路。如发生吸风机RB时，运行吸风机的频率应升到50HZ，如果原先运行的吸风机静叶不在全开位置，可以增加开度，而跳闸吸风机的静叶应全关。吸风机改变频后，如发生送风机、给水泵等RB工况时，变频器速率受限制将对炉膛负压的控制带来不利影响。所以发生送风机RB时，吸风机静叶超驰关至某一开度，弥补变频器转速降低的情况。增减速率较慢是大型变频器的普遍情况，对调节的影响应引起关注，考虑故障工况下参数大扰动的应对措施。
2.3风机变频改造后存在问题及采取的措施
1）风机电动机采用强迫循环风冷却方式，冷却风机与电动机同轴运行，长时间低频运行，电动机发热不能有效散出。因此，调试中设置开机升频变速点和降频变速點为20 Hz，规定电动机不允许在20 Hz以下停留运行。
2）原风机所使用电动机的额定功率较改造前下降10%。在调试过程中，频率为50 Hz时出现电动机电流与变频器进线电流相差17 A的现象，即电动机电流达到额定电流187A，而变频器进线电流只有170 A。华电四川发电有限公司攀枝花分公司技术人员与厂家调试人员共同分析认为，可能是电动机电流中包含了无功电流和不平衡电流成分，所以出现偏差。电动机是否允许过载运行以满足锅炉所需风量，应根据电动机制造厂过载试验确定，所以，电动机电流仍然按照额定电流监视运行，短时过载运行应严格按照制造厂规定执行。
3）为有效降低启动转矩，在风机启动过程中进、出口风门应关闭，风机变频器启动频率达到20 Hz及以上全开风门。虽然该引风机变频器设计了旁路运行直接启动风机，但在工频直接启动试验过程中发现，启动电流达到900 A以上，6 kV母线电压自6.0kV下降到5.4kV，启动时间长达35s，对系统冲击较大。从保护定值方面分析，没有发现问题。从电动机结构查原因，发现该型电动机定子线圈和铁芯是按照液力偶合器调速轻载启动设计，不具备直接启动条件，降低了设备可靠性。
4）增加变频器及辅助设备运行维护。电气产品对环境要求较高，变频器室安装在锅炉车间，灰、渣、粉尘、汽、水等较重，影响变频器安全运行。针对此情况，制订了变频室空调、滤网等定期维护和设备切换制度，将变频室室温远传集控室监视，及时发现温度异常情况并进行现场检查。
结束语：
随着新时期发展，节能环保理念进一步深入火力发电厂生产之中，在此过程中，相关工作人员要提高认识，要加强对于火力发电厂风机变频改造的研究，并积极总结更加完善的改造方案，以确保发电厂各项工作有效开展，也以此保证发电企业日后的健康有序发展。
参考文献：
[1]王运生.变频调速技术在火力发电厂引风机中的应用[J].科技风，2017（03）：138.
[2]马鹏飞.浅谈变频器在火力发电厂风机上的应用[J].山东工业技术，2016（17）：155.
[3]王朝正.浅谈火力发电厂引风机变频节能改造[J].电工文摘，2014（01）：48-50.
白福旺，出生于1983年08月，毕业于齐齐哈尔大学机械设计制造及自动化专业，在职硕士学历，工程师，现工作于大唐东北电力试验研究院有限公司，从事锅炉技术监督及技术服务工作。地址吉林省长春市高新区蔚山路3195号，邮编130012。曾发表的论文如下：
1、水平浓淡型微油点火技术的应用，黑龙江电力2010年12月32期补充
2、有关锅炉节能减排存在的问题与应对策略分析，科技致富向导2012年27期
3、300MW循环流化床锅炉水冷布风板水冷壁漏泄分析，哈锅制造2017年5期
4、300MW机组水冷壁受热面喷涂黑体材料改造效果分析，能源科技2017年8期
5、300MW机组低温再热器爆管分析，电站系统工程2018年4期