一、前言

   火力發(fā)電廠(chǎng)在脫硫系統(FGD)改造后，為了克服FGD擋板、吸收塔及內部部件引起的煙氣壓降，在FGD原煙氣側需配置一臺增壓風(fēng)機，脫硫煙氣壓力控制系統根據原煙氣擋板前的壓力，通過(guò)控制增壓風(fēng)機的靜葉導流角度，來(lái)控制送入FGD系統的煙氣速度，以保證原煙氣擋板前壓力穩定，適應鍋爐的負荷變化。增壓風(fēng)機為靜葉可調軸流風(fēng)機。。 

   二、概況

  納雍發(fā)電二廠(chǎng)大型火力發(fā)電企業(yè),目前共有4臺300MW燃煤發(fā)電機組，采用濕法脫硫工藝，滿(mǎn)足脫硫環(huán)保要求。鍋爐煙氣經(jīng)電除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機進(jìn)入吸收塔,脫除SO2、SO3，將后續一系列的化學(xué)反應以及工藝過(guò)程后，最終將脫硫后的煙氣排放進(jìn)大氣，減少環(huán)境污染。納雍二廠(chǎng)于2010年開(kāi)始采用變頻改造已達到國家要求的節能減排目標，其中有24臺輔機采用了利德華福HARSVEST-VA型變頻器進(jìn)行節能改造。

  三、風(fēng)機采用變頻的可行性

  風(fēng)機的工作特性圖如下：
  
                     

  由上知，采用調節風(fēng)機速度來(lái)減小風(fēng)量，風(fēng)機改按速度N2運行，工作特性為曲線(xiàn)②，風(fēng)機工作在C點(diǎn)，風(fēng)量仍然為Q2，但壓力為H2。

   相比B、C兩點(diǎn)，風(fēng)機減少的軸功率為：ΔP＝PB- PC＝（H3 –H2）×Q2 

  在風(fēng)道阻力特性不變的情況下，風(fēng)機的風(fēng)量Q、壓力H、軸功率P和轉速N之間滿(mǎn)足如下關(guān)系（相似定理）：
Q∝N，H∝N2,P∝N3

  所以有：通過(guò)調速方式改變風(fēng)機風(fēng)量，風(fēng)量下降一半時(shí)，風(fēng)機軸功率將下降。

  四、 HARSVERT-A06/485型高壓變頻器原理

   變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，由移相變壓器、功率單元和主控制器組成。每個(gè)功率單元結構以及電氣性能完全一致，可以互換，其構造為基本的交—直-交逆變電路，整流側為三相全橋整流電路，通過(guò)IGBT逆變橋進(jìn)行PWM控制，從而得出單個(gè)功率單元的輸出電壓，通過(guò)對多個(gè)單元的波形進(jìn)行重組疊加后獲得的階梯正弦PWM波形，這種波形正弦度好，dv/dt小，可減小對電纜和電機的絕緣損壞，無(wú)需輸出濾波器；同事，電機的諧波損耗大大減小，消除機械振動(dòng)，減小軸承和葉片的機械應力。

  為了充分保證系統的可靠性，采用如下主回路方案：
  
                          

   此方案是自動(dòng)旁路的典型方案。原理是由3個(gè)高壓開(kāi)關(guān)QF1、QF2和QF3和高壓開(kāi)關(guān)QF、電動(dòng)機M組成（見(jiàn)左圖）。要求QF2和QF3合閘回路之間的存在機械、電氣、互鎖邏輯，不能同時(shí)閉合。變頻運行時(shí)，QF3斷開(kāi)，QF1和QF2閉合；工頻運行時(shí)，QF1和QF2斷開(kāi)，QF3閉合。高壓開(kāi)關(guān)QF、電動(dòng)機M為現場(chǎng)原有設備。

  五、 變頻器配套設施

  由于HARSVERT-A06/485型高壓變頻器由移相變壓器、功率單元和主控制器組成。在變頻器的效率約為96%，理論上有4%左右的能量損耗掉了。其中，一次設備變壓器與功率單元占主要部分，如果控制回路忽略不計，可以認為這兩大部分的損耗約占50%左右。

  應用于此增壓風(fēng)機的變頻器功率為4000KW，按額定功率的4%計算，那么在額定運行時(shí)的發(fā)熱量：4000KWx4%=160KW，此發(fā)熱量將散失在變頻器的室內環(huán)境中。為了保證設備的正常使用，設備的散熱問(wèn)題亟須解決。有如下方法：

  1、自然風(fēng)冷卻。此方式投資低，對環(huán)境要求高，受到設備周邊環(huán)境影響極大，不適合粉塵較大、空氣潮濕的現場(chǎng)使用，無(wú)法保障對設備的長(cháng)期穩定運行。

  2、采用空調冷卻。采用空調的環(huán)境好，如果按一匹空調的制冷量大約2.5KW/P，此設備按額定發(fā)熱量160KW的額定發(fā)熱量計算，160KW÷2.5=64匹?？梢缘贸?，如果采用空調冷卻，空調的采購，以及長(cháng)期運行所花費的電量十分巨大，并且維護成本較高。

  與以上兩種方式相比，采用我公司設計的空水冷系統配套裝置能充分解決問(wèn)題。

  空水冷系統原理： 
 
                  

   如圖所示：高壓變頻器在密閉的室內運行，設備柜頂加裝一個(gè)風(fēng)罩，通過(guò)FD-1、FD-2、FD-3、 FD-4、FD-5、FD-6 制作的風(fēng)管對高壓變頻器柜頂散失出來(lái)的熱量引出，外邊加裝一個(gè)增壓風(fēng)機透過(guò)安裝在墻體的FD-7（水冷卻器）進(jìn)行后，冷卻風(fēng)量循環(huán)至高壓變頻器室內再次對高壓變頻器本體冷卻。
 
               

   對于使用空調而言，冷卻成本極低，投資不大。僅需提供FD-7的循環(huán)冷卻水以及用于對風(fēng)道增壓進(jìn)行循環(huán)的低壓電機即可。環(huán)境衛生，冷卻效率高，長(cháng)期投資少，維護方便。

   六、 總結

   采用高壓變頻裝置后，根據用戶(hù)粗略統計，正常負荷運行比之工頻運行減少電流50A左右，尤其在低負荷運行時(shí)，效果尤為明顯，對于工頻啟動(dòng)時(shí)造成的電網(wǎng)沖擊以及機械沖擊明顯減少，減少電機維護兩，節約檢修維護成本，同時(shí)電機的壽命大幅度延長(cháng)。