作者：希望森兰科技股份有限公司 侯昌华

1　引言

山东某钢铁股份有限公司莱芜动力厂为其分厂，主要负责给钢厂自备发电和给用户供电。为确保能源动力厂1#、2#130t/h燃气锅炉生产能够满足国家及地方的环保要求，应用了CFB半干法循环硫化床脱硫设施。

2　引风机运行情况

引风机是电厂燃煤锅炉引风系统的主要设备之一。通过控制引风机入口挡板调节引风量，维持炉膛负压在一定的范围内运行。如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷粉，既影响环境卫生，又可能危及设备和操作人员的安全；负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带来的热量损失。因此，控制引风量大小，稳定炉膛负压值，对保证锅炉安全、经济运行具有十分重要的意义。

异步电动机的转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速。而引风机是一个典型的风机负载，具有变转矩的控制特性。于是根据流体流量与风机的转速关系可知，流量Q与风机转速n的一次方成正比；电动机转矩M与转速n的二次方成正比；电动机输出功率P与转速n的三次方成正比。

根据上述原理，可以根据锅炉工艺使用的需求来调节引风机电机的运行转速，从而改变输出的电流 电压和功率，达到节能的效果。不会像传统挡风板调节挡板造成节流损失和炉膛内的负压波动。

3　高压变频器选型及变频调速方案

3.1　变频器选型

通过实际考察及技术论证，选用了希望森兰科技股份有限公司自主开发的新一代高性能的SBH-100-500高压变频器，具有高功率因素、高可靠性、高效率、低谐波含量、低损耗、易维护、占地少等特点，是高压直接输入，逆变高压直接输出的 “高-高”型高压变频器对引风机进行变频器控制， 不但节约能源而且大大提高了设备运行性能。

3.2　变频调速方案

通过对引风机动力系统地研究、分析、综合其中存在的问题，以保证系统安全可靠，结构合理，提供最佳性价比一拖一自动控制方案，其一次回路图如图1所示。

图1 高压变频器一次回路图

图1中，QF为用户侧高压真空断路器，带有综合继保装置。

QS1、QS2为手动刀闸开关，KM1、KM2、 KM3为真空接触器；其中QS1与KM1、QS2与KM2相互联锁，即手动刀闸合上后，与刀闸联锁的真空接触器才能合上。KM2和KM3互锁，KM2与KM3只能合一个，合QS1、QS2、KM1、KM2分KM3为变频控制模式。电机可由变频器控制调速运行。

合KM3、分QS1、QS2、KM1、KM2为工频模式。电机可由QF直接启停并进行保护，变频器可完全和电网脱离，便于维护与检修。

注意事项：

（1）本操作流程是建立在QS1、QS2、KM1、 KM2、KM3初始状态都是分断的状态条件下。 操作。

（2）隔离开关在分合闸的过程中均禁止带点

（3）在变频器检修时，分开QS1、QS2形成明显可见断点，确保检修安全。

图2 森兰高压变频器现场运行图

图3负载整体照片

3.3　高压变频器调速系统

（1）通过变频器实现“软启动”，可以降低启动电流，减少对电网侧的冲击，从而保护电机。 

（2）可实现线性调速，通过对电机的转速进行调节满足生产工艺要求。

（3）系统设有本地和远程两种控制方式，本地控制通过变频器触摸屏频率调节、启动、停止等操作或应急操作，在触摸屏上可以直观看到运行频率、输出电压、输出电流、输出功率等参数。远程控制是操作员通过远程DCS控制系统/现场操作箱进行频率调节，从而改变电机转速，实现风量的调节。

（4）信息传递：变频器可以实现与机组DCS系统的双向信息传递。变频器可提供给DCS系统如下参量：输出转速、输出电流等反馈信息，通过4～20mA电流源模拟量输出；同时提供给DCS的开关量有：变频器远程控制指示、就绪、运行、轻故障、重故障指示状态信息。变频器接收的DCS的模拟量信号为频率给定，开关量为远方启/停、复位信号等。通过变频器与DCS信号的交换，实现远程控制及监视变频运行各类数据功能，提高工艺生产自动化水平。

4 变频后产生的效益

（1）改善了启动性能。采用变频器启动时频率低，转速也低，启动电流小，避免工频启动时形成的大电流对电机、电缆、开关等设备的冲击，因此启动性能得到改善。

（2）提高了控制精度。用变频技术后，变频器可以直接通过改变频率控制风机转速来控制风量，调整方便。变频器调整的最小幅度为Δf＝±0.01Hz，炉膛负压变化符合工艺要求，远比档板调节精度高。由于提高了控制精度，使锅炉的燃烧调整更加稳定，避免或减轻了档板调节使炉膛负压变化大，燃烧不稳定的现象。

（3）在正常生产情况下，与同功率电机工频运行状况比较，变频器引风机节能效果十分明显。

在锅炉引风机上采用变频器技术，可以避免传统采用的挡风板风量调节造成的严重节流损失以及引起炉膛内负压波动幅度大造成的安全隐患。变频器在引风机上的应用不仅便于实现低速启动、无级变速调节，更能实现节能降耗，对于安全运行、延长设备寿命都具有重要意义。

作者简介：

侯昌华（1997-），男，重庆人，工程师，学士，现就职于希望森兰科技股份有限公司，主要从事从事各类工业现场的工艺应用研究。

摘自《自动化博览》2021年8月刊