一、前言

 

    火力发电厂在脱硫系统(FGD)改造后，为了克服FGD挡板、吸收塔及内部部件引起的烟气压降，在FGD原烟气侧需配置一台增压风机，脱硫烟气压力控制系统根据原烟气挡板前的压力，通过控制增压风机的静叶导流角度，来控制送入FGD系统的烟气速度，以保证原烟气挡板前压力稳定，适应锅炉的负荷变化。增压风机为静叶可调轴流风机。

 

    二、概况

 

    纳雍发电二厂大型火力发电企业,目前共有4台300MW燃煤发电机组，采用湿法脱硫工艺，满足脱硫环保要求。锅炉烟气经电除尘后，通过增压风机进入吸收塔,脱除SO2、SO3，将后续一系列的化学反应以及工艺过程后，最终将脱硫后的烟气排放进大气，减少环境污染。纳雍二厂于2010年开始采用变频改造已达到国家要求的节能减排目标，其中有24台辅机采用了利德华福HARSVEST-VA型变频器进行节能改造。

 

    三、风机采用变频的可行性

 

    风机的工作特性图如下：

 

 

    由上知，采用调节风机速度来减小风量，风机改按速度N2运行，工作特性为曲线②，风机工作在C点，风量仍然为Q2，但压力为H2。

 

    相比B、C两点，风机减少的轴功率为：ΔP＝PB- PC＝（H3 –H2）×Q2

 

    在风道阻力特性不变的情况下，风机的风量Q、压力H、轴功率P和转速N之间满足如下关系（相似定理）：

 

    Q∝N，H∝N2,P∝N3

 

    所以有：通过调速方式改变风机风量，风量下降一半时，风机轴功率将下降。

 

    四、HARSVERT-A06/485型高压变频器原理

 

    变频装置采用多电平串联技术，由移相变压器、功率单元和主控制器组成。每个功率单元结构以及电气性能完全一致，可以互换，其构造为基本的交—直-交逆变电路，整流侧为三相全桥整流电路，通过IGBT逆变桥进行PWM控制，从而得出单个功率单元的输出电压，通过对多个单元的波形进行重组叠加后获得的阶梯正弦PWM波形，这种波形正弦度好，dv/dt小，可减小对电缆和电机的绝缘损坏，无需输出滤波器；同事，电机的谐波损耗大大减小，消除机械振动，减小轴承和叶片的机械应力。

 

    为了充分保证系统的可靠性，采用如下主回路方案：

 

 

    此方案是自动旁路的典型方案。原理是由3个高压开关QF1、QF2和QF3和高压开关QF、电动机M组成（见左图）。要求QF2和QF3合闸回路之间的存在机械、电气、互锁逻辑，不能同时闭合。变频运行时，QF3断开，QF1和QF2闭合；工频运行时，QF1和QF2断开，QF3闭合。高压开关QF、电动机M为现场原有设备。

 

    五、变频器配套设施

 

    由于HARSVERT-A06/485型高压变频器由移相变压器、功率单元和主控制器组成。在变频器的效率约为96%，理论上有4%左右的能量损耗掉了。其中，一次设备变压器与功率单元占主要部分，如果控制回路忽略不计，可以认为这两大部分的损耗约占50%左右。

 

    应用于此增压风机的变频器功率为4000KW，按额定功率的4%计算，那么在额定运行时的发热量：4000KWx4%=160KW，此发热量将散失在变频器的室内环境中。为了保证设备的正常使用，设备的散热问题亟须解决。有如下方法：

 

    1、自然风冷却。此方式投资低，对环境要求高，受到设备周边环境影响极大，不适合粉尘较大、空气潮湿的现场使用，无法保障对设备的长期稳定运行。

 

    2、采用空调冷却。采用空调的环境好，如果按一匹空调的制冷量大约2.5KW/P，此设备按额定发热量160KW的额定发热量计算，160KW÷2.5=64匹。可以得出，如果采用空调冷却，空调的采购，以及长期运行所花费的电量十分巨大，并且维护成本较高。

 

    与以上两种方式相比，采用我公司设计的空水冷系统配套装置能充分解决问题。