火电厂引风机变频工程设计与研究

论文摘要

目前,火电厂中的高功率辅机是通过改变其出口挡板或调节门开度对其所在系统的相关参数进行调节的。若这些辅机长期处于节流运行状态,会造成大量的电量白白损耗掉,这也是导致目前火电厂厂用电量一直居高不下的主要原因。随着国家节能减排工作的不断深入,该采用何种方式来降低其厂用电率及供电煤耗也就成了目前火电厂迫切需要解决的问题。本文以石门电厂1号机组引风机变频改造工程所进行的设计与研究工作为基础,探讨了变频调速技术在现代火力发电厂应用上的可行性。论文在研究了国内外高压变频相关技术实施及应用的基础上,通过分析比较Y/△变换、高-低-高、高-高3种变频调速方式的优缺点,最后选择了广东明阳龙源电力电子公司生产的MLVERT-D模块串联多电平PWM电压源型变频器（高-高型）作为本次改造的高压变频器。针对高压变频器的应用所带来的电气系统技术问题,根据实际情况进行了相应的工程解决方案设计;针对石门电厂实际情况,对引风机变频运行控制策略进行了相应的逻辑组态设计;针对引风机变频改造后出现的机械共振、电机线圈温度出现大幅升高、变频器控制、冷却系统电源配置不合理及机组运行中引风机工频、变频不能无扰切换等问题,通过相应的改造工作,基本解决了上述问题。与以往的工频运行相比,1号机组A、B引风机经过变频改造后,其炉膛压力调节性能得到极大改善,同时也有效消除了两台引风机之间经常出现的失速抢风现象,提高锅炉设备运行的安全性能并取得了良好的经济效益。该调速系统实现了高压变频装置与电厂热工的分散控制系统有机结合,极大的改善了电厂生产工艺流程,提高了生产自动化水平。目前1号机组A、B引风机的变频器自从正式投用以来没发生过任何异常,运行情况良好,验证了本文研究与设计成果的有效性和应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本论文选题的背景
• 1.2 交流调速系统的发展概况及国内外研究现状
• 1.2.1 交流调速系统的发展概况
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 变频调速基本理论及变频方案的选择
• 2.1 变频调速的基本理论
• 2.1.1 高压变频器几种控制方式
• 2.1.2 高压变频器在风机中的运用
• 2.2 变频器的基本组成
• 2.3 目前在国内比较常见几种变频调速方式
• 2.3.1 Y/△变换
• 2.3.2 高-低-高变频调速系统
• 2.3.3 直接高压变频调速控制系统
• 2.3.4 高压变频调速控制系统的选择
• 2.4 几种常见的高—高型高压变频器
• 2.4.1 交-直-交电流源型变频器
• 2.4.2 三电平PWM电压源型变频器
• 2.4.3 模块串联多电平PWM电压源型变频器
• 2.4.4 几种高压变频调速技术的评价
• 2.5 本章小结
• 第3章 引风机变频调速技术改造方案设计
• 3.1 引风机变频器选型
• 3.1.1 变频器额定容量、电流选定标准
• 3.1.2 变频器参数及功能选定标准
• 3.2 MLVERT-D高压变频器介绍
• 3.2.1 变频-工频的切换
• 3.2.2 工作原理
• 3.2.3 变频装置提供的控制和电动机保护功能
• 3.3 火电厂引风机工业背景介绍
• 3.4 引风机工频改变频控制逻辑设计
• 3.4.1 改造前炉膛压力控制逻辑及闭锁保护介绍
• 3.4.2 引风机变频控制逻辑及闭锁保护逻辑设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 引风机变频调速改造中遇到的问题及解决方法
• 4.1 机械共振问题
• 4.2 变频器控制电源、冷却系统电源配置问题
• 4.3 变频改造后电机线圈温升问题
• 4.3.1 电机线圈发热原因分析
• 4.3.2 降低电机线圈温度的措施
• 4.4 变频器工频、变频无扰切换问题
• 4.4.1 开关切换的自动旁路系统设计及应用
• 4.4.2 变频器工频、变频无扰切换程序设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 引风机变频调试试验及节能效果分析
• 5.1 引风机变频器调试试验
• 5.1.1 变频器常规功能测试
• 5.1.2 变频器分体调试
• 5.1.3 功率模块串联调试
• 5.1.4 电机空载调试及电机带负载调试
• 5.1.5 变频器PLC运行时序调试
• 5.1.6 变频器调试结论
• 5.2 引风机工频时年耗电量计算
• 5.3 引风机变频时年耗电量计算
• 5.4 引风机改变频后效果分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间完成的技术改造项目