一、背景介紹

國內很多發電廠內的引風機目前一般采用液耦調節或軟啟動后風門調節，這樣不僅維護成本很高，且浪費了很多能源，增加了廠用電的比例，若對其進行變頻改造可以有效降低維護成本，增加節能效益，改善電網的功率因數，降低廠用電的比例。

引風機在電廠工藝流程圖中的位置如下：

引風機的作用是把電廠鍋爐內燃燒完的混合廢氣經過除塵器過濾煤灰和粉塵后，經過煙囪把廢氣排放到大氣中。

采用液耦調節的連接方式示意圖如下：

圖二：液力耦合器調速示意圖

用液力耦合器調速固然能滿足電廠的生產需求，但在能源緊張，對節能降耗要求越來越高的今天，很多企業呼喊轉型升級，降低企業自身運營維護成本，因此對原有落后的調速方式進行變頻改造也隨之提上日程。

液力耦合器調速具體有如下幾個問題：

1) 風機與電機的距離較遠，效率很差。需提供較大的安裝空間，基礎復雜。

2) 速度控制不穩定、功率因數低、調速精度差。

3) 當液力耦合器故障時，設備只能停止運行，嚴重影響生產。

4) 液力耦合器整機效率低，調速本身的損耗大、需要經常換油，維護量大、二次成本過高。

二、現場概況

山西某發電公司是由山西某煤礦集團和國電電力發展股份有限公司共同投資建設，該項目為綜合利用坑口電廠，設計規模為2×210MW超高壓直接空冷凝汽機組，配兩臺725t/h循環流化床鍋爐，以煤矸石和劣質原煤為燃料，采用直接空冷、煙氣脫硫、高效除塵、廢水“零”排放等優勢技術，是符合國家產業政策的綜合利用綠色環保性項目。

圖三：山西某發電公司

此次改造目標為該電廠1#鍋爐的1#和2#引風機，這兩臺電機參數一樣，電機功率2240KW，電壓6KV，電流266A，轉速993r/min，海拔1140m。

三、HD90高壓變頻改造方案

鑒于液力耦合器調速的種種缺點，客戶經過反復斟酌，最終選定了匯川HD90高壓變頻器作為此次改造的變頻器。經過對現場實際情況了解和客戶的多次溝通，最終確認方案如下：              

拆除原有的液力耦合器，加裝鋼性連接軸，對電機進行變頻改造，帶有一拖一手動旁路柜。示意圖大致如下：

圖四：拆除液力耦合器調速示意圖

變頻改造系統一拖一手動旁路的原理圖如下：

圖五：一拖一手動旁路一次圖

變頻器通過硬接線的方式與用戶的DCS系統做通信連接，用戶通過DCS界面，就可以遠程控制變頻器的啟動、停止、調速，同時變頻器的各種運行狀態在用戶DCS界面上也都有體現，這樣方便了現場對變頻器狀態的實時監控。

四：匯川技術HD90高壓變頻器改造優勢

1)  通用矢量控制技術

HD90系列高壓變頻器具備通用矢量控制技術，基于電機d-q軸數學方程式解析，對電機定子電流解耦成勵磁分量電流和轉矩分量電流，并分別加以控制，以達到模擬自然解耦的直流電動機的控制效果。

a. 這種控制方式，調速精度可以達到0.01HZ，遠遠高于液耦的調速精度，減少了負載的波動，保證生產的穩定；

b.高壓變頻器效率高,無轉差損耗，其效率達 0.97 以上，并且不隨調速的范圍而變化。液力耦合器效率低,其效率與調速比成正比，負載的轉速越低,其效率越低，液力耦合器屬轉差損耗型調速，是低效調速設備，在調速的過程中,轉差功率以熱能的形式損 耗在油中。同時造成液壓油需要定期更換，維護成本高。

c. 起動性能 高壓變頻器具有真正意義上的軟起動功能，它可以使起動電流值保持在額定電流以內，不會對 電網造成沖擊，也不會對所傳動的風機、泵類的機械設備帶來沖擊，是最理想的軟啟動設備。液力 耦合器屬于直接起動類型，電動機的起動電流約為額定電流的 3－5 倍，對電網造成沖擊，特別是 在電網容量受限而電機容量較大時，這種直接起動對電網所造成的沖擊有時是不允許的

d. 功率因數 高壓變頻器可以保證電網側的功率因數在 0.96 以上。液力耦合器調速則使電網側功率因數降低，因為風機的電機的裕量都較大，輸入電流中無功分量就越大，導致其在低功率因數下運行.

2) 非對稱旁路技術（此項為選配，客戶可以根據實際需要進行選擇）

HD90系列高壓變頻器采用單元級聯方式，當其中某個單元出現故障后，在單元配備旁路功能（可選）的情況下，通過非對稱旁路技術可以使系統不停機運行。HD90的非對稱技術可以實現比傳統旁路方案更高的電壓輸出幅值。

該技術，極大的增加了變頻系統的運行穩定性，單元在發生故障時，會被旁路掉，而整個系統可以繼續運行，不致于影響用戶的生產，而液耦一旦出現問題就必須要停機維修，不能運行，也沒有旁路工頻直啟功能直接影響用戶生產。

3) 飛車啟動功能

HD90系列高壓變頻器具備飛車啟動功能，能夠在未知電機旋轉速度的狀況下啟動變頻器，變頻器自動進行頻率搜索，直至搜索到與電機實時旋轉頻率相符的頻率，此時變頻器輸出相應頻率，并控制電機旋轉至指定頻率，此技術能有效減少瞬間停電對生產的影響以及對電網的沖擊。

4）高可靠性器件

核心器件IGBT、整流二極管、高品質電容、主控制芯片ARM、DSP、FPGA等均選用高品質器件，保證了運行的高可靠性，生命周期長。

調速設備的可靠性是客戶最關心的、最基本的、也是最主要的指標之一，它是能否保證生產的 正常運行的關鍵指標。HD90高壓變頻器的可靠性高，故障率低，這在許多高壓變頻器應用中得到證實。 而液力耦合器則可靠性差，特別是漏油和打壞齒輪等。

5) 維修工作量

HD90高壓變頻器由于可靠性高，故障率低而使其維修量少，而液耦需要定期更換液壓油等維護。據某電廠反映，給水泵采用的進口液力耦合器維修工作量僅打壞齒輪一項就需維修費 30 余萬元。當然，這也可能僅是個別的例子。但總的來看液力耦合器的維修工作量大于高壓變頻器的維修工作量。

五、現場運行圖片

圖六：現場變頻器整機圖片

圖七：變頻器在運行中的界面

圖八：現場引風機圖片

六、結束語

匯川技術的HD90高壓變頻器，具備真正的矢量控制、技術先進、穩定可靠，節能效果顯著，為電廠的各種高壓設備提供了更優的選擇。現場應用實踐證明，HD90高壓變頻器完全滿足電廠引風機的應用要求！

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