一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明具體公開(kāi)了動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，是一種通過(guò)對(duì)現(xiàn)有新建和在役火力發(fā)電廠鍋爐動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)方式進(jìn)行優(yōu)化，利用專用動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)高壓大功率變頻器驅(qū)動(dòng)動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)，使其既能達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)也能提高系統(tǒng)整體運(yùn)行可靠性 ；本發(fā)明的目的是在傳統(tǒng)動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)連接方式不變的基礎(chǔ)上，在電源斷路器與電動(dòng)機(jī)之間配置動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，通過(guò)工頻、變頻回路的切換可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)的四種運(yùn)行方式，即是在利用該節(jié)能系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)處于高效經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)的變頻調(diào)速運(yùn)行，同時(shí)也保留了原有動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在改造之前的工頻定速的調(diào)節(jié)方式。
【專利說(shuō)明】-種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)電結(jié)合節(jié)能調(diào)速領(lǐng)域，特別是涉及一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻器節(jié) 能系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在役或者新建火力發(fā)電機(jī)組的鍋爐引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)大多數(shù)采用的是動(dòng)葉可調(diào)式軸流 風(fēng)機(jī)(如FAF系列、SAF系列等)，其主要通過(guò)改變動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)葉片的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng) 機(jī)輸出風(fēng)量、風(fēng)壓的控制及改變，以適應(yīng)火電廠發(fā)電負(fù)荷調(diào)整、變化的需要。動(dòng)葉可調(diào)式引 風(fēng)機(jī)相比于傳統(tǒng)的離心風(fēng)機(jī)、靜葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)，其在一定的葉片開(kāi)度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)能夠保 證較高的工作效率，所以通常人們認(rèn)為對(duì)于在役或者新建火力發(fā)電機(jī)組鍋爐動(dòng)葉可調(diào)式引 風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造無(wú)法達(dá)到其節(jié)能降耗的目的，所以行業(yè)內(nèi)一直都存在一個(gè)誤區(qū)：動(dòng)葉可 調(diào)式引風(fēng)機(jī)不適合進(jìn)行變頻改造。
[0003] 但是，從目前國(guó)內(nèi)在役火力發(fā)電廠鍋爐動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，及火 力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范兩個(gè)層面來(lái)看，一般在對(duì)鍋爐配套風(fēng)機(jī)容量進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，從發(fā)電機(jī) 組運(yùn)行的安全性考慮出發(fā)，單側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，需具備帶75%負(fù)荷運(yùn)行的能力，這樣一來(lái)，當(dāng) 雙側(cè)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，即便機(jī)組帶到額定負(fù)荷時(shí)實(shí)現(xiàn)滿發(fā)時(shí)，引風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)余量一般在20%- 30%左右(若當(dāng)?shù)孛嘿|(zhì)情況較差或其他原因?qū)?huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)余量更大)，風(fēng)機(jī)葉片的整 體開(kāi)度一般處于在30% -100%這個(gè)區(qū)間內(nèi)，但是主要以集中在50%-60%范圍內(nèi)居多，由此可 見(jiàn)風(fēng)機(jī)并未處于其風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)之初的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作點(diǎn)運(yùn)行。在役火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中， 由于電網(wǎng)負(fù)荷的需要，火力發(fā)電機(jī)組往往是需要根據(jù)電網(wǎng)公司的要求實(shí)現(xiàn)調(diào)峰運(yùn)行，機(jī)組 負(fù)荷率經(jīng)常處于50% - 75%之間，動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)的葉片開(kāi)度大多處于30% - 80%，往往處 于40% - 50%范圍內(nèi)居多，使得絕大多數(shù)引風(fēng)機(jī)更加偏離其設(shè)計(jì)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作點(diǎn)運(yùn) 行?；谝陨蟽煞N情況，可以得出目前在大多數(shù)火力發(fā)電廠中，其配套的動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī) 的運(yùn)行方式是不經(jīng)濟(jì)的，而且對(duì)其實(shí)施變頻改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗是可行的，其潛在的節(jié)電空 間一般在20%甚至更高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，使動(dòng)葉 可調(diào)式引風(fēng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)始終處于最高或者較高效率點(diǎn)工作，同時(shí)既可以實(shí)現(xiàn)變頻 調(diào)速運(yùn)行，又可以切換至原有工頻定速運(yùn)行，還能實(shí)現(xiàn)多種調(diào)節(jié)方式相結(jié)合，即是通過(guò)變頻 器對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，又通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的葉片同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整。為解決上述技術(shù)問(wèn)題， 本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案： 一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電源斷路器、變頻器、工頻旁路、 電動(dòng)機(jī)以及動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)；變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)后的兩端分別與電源斷路器、 電動(dòng)機(jī)相連；電動(dòng)機(jī)與動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)相連。
[0005] 進(jìn)一步的，所述變頻器采用高壓大功率變頻器，電壓范圍介于3kV~llkV，功率不小 于 500kW。
[0006] 進(jìn)一步的，當(dāng)通過(guò)工頻旁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定速驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng) 機(jī)通過(guò)調(diào)整引風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0007] 進(jìn)一步的，所述動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度范圍為309Γ100%。根據(jù)電廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 配置和運(yùn)行情況，所述葉片開(kāi)度范圍在此范圍內(nèi)達(dá)到較佳的運(yùn)行效果。
[0008] 進(jìn)一步的，通過(guò)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)時(shí)，將變頻器作為電動(dòng)機(jī)輸入的 可調(diào)變頻電源，并將變頻器輸出電壓的輸出頻率固定在20Hz飛OHz之間的固定頻率點(diǎn)，通 過(guò)調(diào)整引風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0009] 進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)變頻驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)時(shí)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和葉片開(kāi)度來(lái) 調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
[0010] 進(jìn)一步的，還包括上位DCS控制系統(tǒng)，變頻器通過(guò)與上位DCS控制系統(tǒng)配合自動(dòng)獲 取引風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下、不同葉片開(kāi)度下所對(duì)應(yīng)的引風(fēng)機(jī)的實(shí)際電流、電壓、功率因數(shù)、功 耗等多組運(yùn)行數(shù)據(jù)；然后根據(jù)系統(tǒng)的控制算法對(duì)獲取的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并逐一進(jìn)行分 析，確定出機(jī)組在不同發(fā)電負(fù)荷下，引風(fēng)機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速及葉片開(kāi)度值。
[0011] 進(jìn)一步的，所述變頻器具備引風(fēng)機(jī)軸系扭振的抑制功能。
[0012] 進(jìn)一步的，所述變頻器的引風(fēng)機(jī)軸系扭振的抑制功能實(shí)現(xiàn)方法如下： a、 啟動(dòng)階段：電動(dòng)機(jī)的額定電壓是，額定頻率是 石(/&)，系統(tǒng)空載啟動(dòng)，計(jì)算變頻器的電壓給定值：變頻器控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式， 電壓給定信號(hào)的頻率經(jīng)時(shí)間4從0線性增加到Λ，期間電壓給定信號(hào)的幅值從0線性增加

【權(quán)利要求】
1. 一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括電源斷路器、變 頻器、工頻旁路、電動(dòng)機(jī)以及動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)；變頻器與工頻旁路并聯(lián)，并聯(lián)后的兩端分 別與電源斷路器、電動(dòng)機(jī)相連；電動(dòng)機(jī)與動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述變 頻器采用高壓大功率變頻器，電壓范圍介于3kV~llkV，功率不小于500kW。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于： 當(dāng)通過(guò)工頻旁路系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定速驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)通過(guò)調(diào)整引風(fēng)機(jī)葉 片開(kāi)度調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng) 葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)葉片開(kāi)度范圍為309T100%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于： 通過(guò)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng)時(shí)，將變頻器作為電動(dòng)機(jī)輸入的可調(diào)變頻電源，并將 變頻器輸出電壓的輸出頻率固定在20Hz飛OHz之間的固定頻率點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整引風(fēng)機(jī)葉片開(kāi) 度來(lái)調(diào)節(jié)、控制引風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述系統(tǒng)變頻驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)時(shí)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和葉片開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的輸出 風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：還包括 上位DCS控制系統(tǒng)，變頻器通過(guò)與上位DCS控制系統(tǒng)配合自動(dòng)獲取引風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下、不 同葉片開(kāi)度下所對(duì)應(yīng)的引風(fēng)機(jī)的實(shí)際電流、電壓、功率因數(shù)、功耗等多組運(yùn)行數(shù)據(jù)；然后根 據(jù)系統(tǒng)的控制算法對(duì)獲取的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并逐一進(jìn)行分析，確定出機(jī)組在不同發(fā)電 負(fù)荷下，引風(fēng)機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速及葉片開(kāi)度值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或7所述的任一一種動(dòng)葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述變頻器具備引風(fēng)機(jī)軸系扭振的抑制功能。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種動(dòng)葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻 器的引風(fēng)機(jī)軸系扭振的抑制功能實(shí)現(xiàn)方法如下： a、 啟動(dòng)階段：電動(dòng)機(jī)的額定電壓是，額定頻率是，系統(tǒng)空載啟動(dòng)，計(jì)算變頻 器的電壓給定值：變頻器控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式，電壓給定信號(hào)的頻率 經(jīng)時(shí)間從0線性增加到，期間電壓給定信號(hào)的幅值從0線性增加到，其中，和 /i的選取由現(xiàn)場(chǎng)需求決定； b、 根據(jù)步驟a中計(jì)算得到的電壓給定值，變頻器控制系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)PWM調(diào)制，得到變頻 器輸出電壓； c、 啟動(dòng)完成后，系統(tǒng)接入風(fēng)機(jī)或水栗負(fù)載； d、 在帶載運(yùn)行過(guò)程中，變頻器檢測(cè)到風(fēng)機(jī)或水泵出力不足或過(guò)剩時(shí)，向變頻器發(fā)出控 制指令，增加或降低電壓給定信號(hào)的頻率和幅值，其中電壓給定信號(hào)的頻率和幅值/應(yīng)
e、 根據(jù)步驟（4)中計(jì)算得到的電壓給定值，變頻器控制系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)PWM調(diào)制，得到輸 出電壓； f、增加或降低電壓給定信號(hào)的頻率和幅值過(guò)程，持續(xù)到變頻器控制系統(tǒng)檢測(cè)到風(fēng)機(jī)或 水泵出力滿足實(shí)際需求。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種動(dòng)葉可調(diào)式風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于： 步驟a中k的取值為I. 1~1. 9 ;步驟d中k的取值為I. 1~1. 9。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任一一種動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)，其特征在 于：所述系統(tǒng)采用變頻調(diào)速輸入，即通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可變速驅(qū)動(dòng) 時(shí)，固定動(dòng)葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)葉片在一對(duì)應(yīng)效率較高的位置，調(diào)整引風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速控制風(fēng)機(jī) 的輸出風(fēng)量、輸出風(fēng)壓。
【文檔編號(hào)】F04D27/02GK104329281SQ201410555827
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】馬勁松, 唐俊, 蔣國(guó)正, 陳功 申請(qǐng)人:東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司