变频协调控制技术在电厂锅炉一次风系统中

Ⅰ、Ⅱ———两台性能相同风机特性曲线；
Ⅲ———两台风机并联运行特性曲线；
Ⅳ、Ⅴ———风道特性曲线
图4 风机的并联运行

        锅炉一次风机变频改造后，风机在低负荷运行时的工作点离不稳定区（左边界）较近，导致机组在低负荷区间运行时，出现两台一次风机“抢风”即风机的并列困难；通过两台一次风机的快速协调平衡系统，对运行参数进行调整，降低系统一次风压、改变系统通风量，“抢风”问题得到解决。
3.2 防喘振控制思想
        图5 给出了风机在不同转速下的特性曲线，可以看出转速不同，相应的驼峰点和驼峰流量也不同。转速越低，驼峰点越向左移，驼峰流量越小，把不同转速下的驼峰点连接起来，就构成了一条曲线，曲线右侧为稳定工作区，曲线左侧为不稳定区。我们把驼峰流量为极限流量的驼峰点连接曲线称之为喘振抢风极限线。
        显然，只要在任何转速下，能控制风机的流量，使其大于极限流量，则风机便不会发生抢风问题，这就是防喘防抢控制的基本思想。
        考虑到吸入气体的状态,如压力、温度、密度及系统风量、风压变化等都会引起风机特性曲线的变化，因此应考虑一定的安全容量，确保实际工作点不会太靠近不稳定区极限，以避免发生抢风喘振事故。在一次风系统中采用“调速－比例调门法”比较适合电厂安全和节能需要。

图5 不同转速下的特性曲线

        变频协调控制单元将变频节能与防喘振协调控制。根据一次风系统的要求，风机流量波动时维持出口压力在某一定值范围内，因此取出口压力孕1，送入变频节能与防喘振控制器中，由压力变送器，协调控制器，高压变频器，电动机和风机构成一个闭环控制系统，通过不断地参与风机转速自动调整，来达到稳定出口压力的目的。
        图6 给出了两条典型的安全操作线，其中安全操作线1 为固定流量安全操作线控制,安全操作线2 为一条与喘振极限线相似的曲线，其流量比喘振极限流量大5%~15%，解决了转速较低时安全操作线1 存在的耗能问题，是一个最节能的安全控制方式。

图6 典型的安全操作曲线

3.3 一次风机RB 时变频器过负荷保护动作防范
        当一次风系统变频器故障不能连续运行时，会触发机组RB 功能动作。若系统处理不当或反应不及时，最终将会引起机组跳闸。结合锅炉一次风机RB 分析，主要有以下几方面的原因会导致一次风机变频器过负荷保护动作： ：
        1)一次风机RB 工况初期，系统通风量过大，在单点压力情况下，流量超标引起变频器过负荷;
        2)一次风机RB 工况初期，风机的运行工况严重偏离高效点，运行效率极低;
        3)一次风机性能曲线陡峭，驼峰型特性明显,效率低。
        为防止一次风机变频器过负荷保护动作的措施如下：
        1)一次风变频器的设计过程中提供负荷限制功能，防止变频器过负荷保护动作跳闸； ；
        2)优化RB 时一次风系统逻辑。
4 结语
        通过变频协调控制技术在锅炉一次风系统变频技术改造中的具体应用，充分说明在利用高压变频器进行节能改造的过程中，应着重研究和解决高压变频技术应用中带来的问题和解决办法，这对提高系统运行安全稳定性，具有更为重要的意义。将变频协调控制技术应用到各种应用领域中能够进一步优化系统， 提高节能效果。该项技术的研究势必会为高压变频技术的广泛应用起到积极的保驾护航的作用。

作者简介：

    刘军祥，1996 年毕业于天津大学。长期从事高压变频技术在电力、冶金、钢铁、给排水、石油、化工、水泥等行业的应用研究及应用领域拓展工作。现任北京利德华福电气技术有限公司技术成套部经理，负责高压变频应用系统的成套服务和管理工作。

参考文献：

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