一种动叶可调式引风机变频节能系统的制作方法
【专利摘要】本发明具体公开了动叶可调式引风机变频节能系统，是一种通过对现有新建和在役火力发电厂锅炉动叶可调式引风机的运行、调节方式进行优化，利用专用动叶可调式引风机高压大功率变频器驱动动叶可调式引风机，使其既能达到节能降耗的目的，同时也能提高系统整体运行可靠性 ；本发明的目的是在传统动叶可调式引风机连接方式不变的基础上，在电源断路器与电动机之间配置动叶可调式引风机变频节能系统，通过工频、变频回路的切换可以实现动叶可调式引风机的四种运行方式，即是在利用该节能系统既可以实现动叶可调式引风机处于高效经济工作点的变频调速运行，同时也保留了原有动叶可调式引风机系统在改造之前的工频定速的调节方式。
【专利说明】-种动叶可调式引风机变频节能系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机电结合节能调速领域，特别是涉及一种动叶可调式引风机变频器节 能系统。
【背景技术】
[0002] 在役或者新建火力发电机组的锅炉引风机系统大多数采用的是动叶可调式轴流 风机(如FAF系列、SAF系列等)，其主要通过改变动叶可调式引风机叶片的开度来实现对风 机输出风量、风压的控制及改变，以适应火电厂发电负荷调整、变化的需要。动叶可调式引 风机相比于传统的离心风机、静叶可调式引风机，其在一定的叶片开度调节范围内能够保 证较高的工作效率，所以通常人们认为对于在役或者新建火力发电机组锅炉动叶可调式引 风机进行变频改造无法达到其节能降耗的目的，所以行业内一直都存在一个误区：动叶可 调式引风机不适合进行变频改造。
[0003] 但是，从目前国内在役火力发电厂锅炉动叶可调式引风机的实际运行情况，及火 力发电厂设计技术规范两个层面来看，一般在对锅炉配套风机容量进行设计时，从发电机 组运行的安全性考虑出发，单侧风机运行时，需具备带75%负荷运行的能力，这样一来，当 双侧风机同时运行，即便机组带到额定负荷时实现满发时，引风机的设计余量一般在20%- 30%左右(若当地煤质情况较差或其他原因将会导致风机的设计余量更大)，风机叶片的整 体开度一般处于在30% -100%这个区间内，但是主要以集中在50%-60%范围内居多，由此可 见风机并未处于其风机设计之初的最佳经济运行工作点运行。在役火力发电机组运行中， 由于电网负荷的需要，火力发电机组往往是需要根据电网公司的要求实现调峰运行，机组 负荷率经常处于50% - 75%之间，动叶可调式引风机的叶片开度大多处于30% - 80%，往往处 于40% - 50%范围内居多，使得绝大多数引风机更加偏离其设计的最佳经济运行工作点运 行。基于以上两种情况，可以得出目前在大多数火力发电厂中，其配套的动叶可调式引风机 的运行方式是不经济的，而且对其实施变频改造实现节能降耗是可行的，其潜在的节电空 间一般在20%甚至更高。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种动叶可调式引风机变频节能系统，使动叶 可调式引风机在整个运行区间内始终处于最高或者较高效率点工作，同时既可以实现变频 调速运行，又可以切换至原有工频定速运行，还能实现多种调节方式相结合，即是通过变频 器对电动机调速，又通过调节风机的叶片同时对风机风量进行调整。为解决上述技术问题， 本发明采用了以下技术方案： 一种动叶可调式引风机变频节能系统，所述系统包括电源断路器、变频器、工频旁路、 电动机以及动叶可调式引风机；变频器与工频旁路并联，并联后的两端分别与电源断路器、 电动机相连；电动机与动叶可调式引风机相连。
[0005] 进一步的，所述变频器采用高压大功率变频器，电压范围介于3kV~llkV，功率不小 于 500kW。
[0006] 进一步的，当通过工频旁路系统对电动机进行定速驱动时，所述动叶可调式引风 机通过调整引风机叶片开度调节、控制引风机的输出风量、输出风压。
[0007] 进一步的，所述动叶可调式引风机叶片开度范围为309Γ100%。根据电厂现场实际 配置和运行情况，所述叶片开度范围在此范围内达到较佳的运行效果。
[0008] 进一步的，通过变频器对电动机进行可变速驱动时，将变频器作为电动机输入的 可调变频电源，并将变频器输出电压的输出频率固定在20Hz飞OHz之间的固定频率点，通 过调整引风机叶片开度来调节、控制引风机的输出风量、输出风压。
[0009] 进一步的，所述系统变频驱动引风机时，同时通过调节引风机转速和叶片开度来 调节风机的输出风量、输出风压。
[0010] 进一步的，还包括上位DCS控制系统，变频器通过与上位DCS控制系统配合自动获 取引风机在不同转速下、不同叶片开度下所对应的引风机的实际电流、电压、功率因数、功 耗等多组运行数据；然后根据系统的控制算法对获取的多组数据进行计算，并逐一进行分 析，确定出机组在不同发电负荷下，引风机的最佳转速及叶片开度值。
[0011] 进一步的，所述变频器具备引风机轴系扭振的抑制功能。
[0012] 进一步的，所述变频器的引风机轴系扭振的抑制功能实现方法如下： a、 启动阶段：电动机的额定电压是，额定频率是 石(/&)，系统空载启动，计算变频器的电压给定值：变频器控制系统采用恒压频比的方式， 电压给定信号的频率经时间4从0线性增加到Λ，期间电压给定信号的幅值从0线性增加
【权利要求】
1. 一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于：所述系统包括电源断路器、变 频器、工频旁路、电动机以及动叶可调式引风机；变频器与工频旁路并联，并联后的两端分 别与电源断路器、电动机相连；电动机与动叶可调式引风机相连。
2. 根据权利要求1所述的一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于：所述变 频器采用高压大功率变频器，电压范围介于3kV~llkV，功率不小于500kW。
3. 根据权利要求1或2所述的任一一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于： 当通过工频旁路系统对电动机进行定速驱动时，所述动叶可调式引风机通过调整引风机叶 片开度调节、控制引风机的输出风量、输出风压。
4. 根据权利要求3所述的一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于：所述动 叶可调式风机叶片开度范围为309T100%。
5. 根据权利要求1或2所述的任一一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于： 通过变频器对电动机进行可变速驱动时，将变频器作为电动机输入的可调变频电源，并将 变频器输出电压的输出频率固定在20Hz飞OHz之间的固定频率点，通过调整引风机叶片开 度来调节、控制引风机的输出风量、输出风压。
6. 根据权利要求1或2所述的任一一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在 于：所述系统变频驱动引风机时，同时通过调节引风机转速和叶片开度来调节风机的输出 风量、输出风压。
7. 根据权利要求6所述的一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在于：还包括 上位DCS控制系统，变频器通过与上位DCS控制系统配合自动获取引风机在不同转速下、不 同叶片开度下所对应的引风机的实际电流、电压、功率因数、功耗等多组运行数据；然后根 据系统的控制算法对获取的多组数据进行计算，并逐一进行分析，确定出机组在不同发电 负荷下，引风机的最佳转速及叶片开度值。
8. 根据权利要求1、2、4或7所述的任一一种动叶可调式风机变频节能系统，其特征在 于：所述变频器具备引风机轴系扭振的抑制功能。
9. 根据权利要求8所述的一种动叶可调式风机变频节能系统，其特征在于：所述变频 器的引风机轴系扭振的抑制功能实现方法如下： a、 启动阶段：电动机的额定电压是，额定频率是，系统空载启动，计算变频 器的电压给定值：变频器控制系统采用恒压频比的方式，电压给定信号的频率 经时间从0线性增加到，期间电压给定信号的幅值从0线性增加到，其中，和 /i的选取由现场需求决定； b、 根据步骤a中计算得到的电压给定值，变频器控制系统进行随机PWM调制，得到变频 器输出电压； c、 启动完成后，系统接入风机或水栗负载； d、 在带载运行过程中，变频器检测到风机或水泵出力不足或过剩时，向变频器发出控 制指令，增加或降低电压给定信号的频率和幅值，其中电压给定信号的频率和幅值/应
e、 根据步骤（4)中计算得到的电压给定值，变频器控制系统进行随机PWM调制，得到输 出电压； f、增加或降低电压给定信号的频率和幅值过程，持续到变频器控制系统检测到风机或 水泵出力满足实际需求。
10. 根据权利要求9所述的一种动叶可调式风机变频节能系统，其特征在于： 步骤a中k的取值为I. 1~1. 9 ;步骤d中k的取值为I. 1~1. 9。
11. 根据权利要求1或2所述的任一一种动叶可调式引风机变频节能系统，其特征在 于：所述系统采用变频调速输入，即通过调节变频器的输出频率对电动机进行可变速驱动 时，固定动叶可调式引风机叶片在一对应效率较高的位置，调整引风机运行转速控制风机 的输出风量、输出风压。
【文档编号】F04D27/02GK104329281SQ201410555827
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】马劲松, 唐俊, 蒋国正, 陈功 申请人:东方日立(成都)电控设备有限公司