2×220MW发电机组风机高压变频改造方案

关键词：循环流化床、风机、高压变频器、节能改造

摘要： 本文主要介绍循环流化床锅炉工艺及其相关节能应用，通过汇川技术对同煤国电王坪发电公司1#、2#机组共计12台风机的变频改造实例，体现了汇川技术方案的优势，证明了汇川HD9X系列高压变频器在循环流化床锅炉中的节能效果明显，有效改善现场运行工艺，降低了厂用电率。

一、工艺介绍
循环流化床是一种适于固体燃料的清洁高效的燃烧技术。固体颗粒（燃料、石灰石、砂粒、炉渣等）在炉膛内以一种特殊的气固流动方式（流态化）运动，离开炉膛的颗粒又被分离并送回炉膛循环燃烧。炉膛内固体颗粒的浓度高，燃烧、传质、传热、混合剧烈，温度分布均匀，固体颗粒在炉膛内的内循环和外循环十分强烈，在炉膛内的停留时间较长，保证了较高的燃烧效率。
其较为典型的燃烧工艺如图1所示。    

图1   循环流化床锅炉系统示意图

循环流化床燃烧技术是近二十多年来发展的洁净煤燃烧技术，其燃烧方式特别适用于高灰分、低挥发份的煤矸石、洗中煤等劣质煤，具有较好的燃料适应性，可变废为宝，体现节能要求。另外，循环流化床锅炉在燃烧过程采用炉内喷钙、低温燃烧，可同时达到脱硫脱硝的目的，具有较好的环保特性。

燃料由给煤机送入炉膛；一次风由锅炉底部送入,主要用于维持燃料粒的流化；二次风沿燃烧室侧壁多点送入，主要用于增加燃烧室的氧量，提高燃烧效率；燃烧后的大量颗粒随烟气进入旋风分离器，与烟气分离；分离出来的颗粒经回料阀回到燃烧室继续燃烧；分离出来的烟气则经过除尘器除尘后，由引风机引入烟囱排出。实际运行中，循环流化床的燃烧效率可高达97%～99%。

二、项目概况

图2   客户现场大门图片

同煤国电王坪综合利用坑口电厂2×220MW级超高压直接空冷机组，额定值659T/h的CFB锅炉两组。引风机：6KV/2240KW×4；一次风机：6KV/2240KW×4；二次风机：6KV/1120KW×4，均采用液力耦合器调节风机运行转速。
液力耦合器是一种利用液体介质传递转速的机械设备，其主动输入轴端与原传动机相联结，从而输出端与负载轴端联结，通过调节液体介质的压力，使输出轴的转速得以改变。理想状态下，当压力趋于无穷大时，输出转速与输入转速相等，相当于刚性联轴器。当压力减小时，输出转速相应降低，连续改变介质压力，输出转速可以得到低于输入转速的无级调节。
液力偶合器的特点：

• 启动：液力耦合器利用能耗转差调节原理，起动时负载与电机主轴脱离，相当于空载全压起动。电机全速运行后，通过调节液力耦合器工作腔内的油量实现柔性连接，逐步升速。即液力耦合器不能实现软启动。
• 调速范围：液力耦合器由于其输出转速低于输入转速，调速越深，损耗越大。故其调速范围只能在20%以内。
• 效率：液力耦合器是一种能耗型的机械调速装置，输出转速低于输入转速。输出转速的降低，实际是输出功率减小，调速越深（转速越低），损耗越大。因此液力耦合器的平均效率在50%左右。
• 自动控制：液力耦合器不能对电机自动合理调速，存在很大的能源浪费。
• 故障发生率：液力耦合器易发生故障，维修费用高，并且影响生产。

针对使用液力耦合器自身特点及现场实际使用情况进行分析，由于液力耦合器调节风机运行转速存在着较大的能量损耗，为降低能耗以及提高发电机组自动化水平，我方经过认真分析计算，决定对上述使用液力耦合器调节转速的风机进行变频改造。

三、变频系统方案

（1）现场参数