一、前言

火力發(fā)電廠在脫硫系統(tǒng)(FGD)改造后，為了克服FGD擋板、吸收塔及內(nèi)部部件引起的煙氣壓降，在FGD原煙氣側(cè)需配置一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，脫硫煙氣壓力控制系統(tǒng)根據(jù)原煙氣擋板前的壓力，通過(guò)控制增壓風(fēng)機(jī)的靜葉導(dǎo)流角度，來(lái)控制送入FGD系統(tǒng)的煙氣速度，以保證原煙氣擋板前壓力穩(wěn)定，適應(yīng)鍋爐的負(fù)荷變化。增壓風(fēng)機(jī)為靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)。。 

二、概況

納雍發(fā)電二廠大型火力發(fā)電企業(yè),目前共有4臺(tái)300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，采用濕法脫硫工藝，滿足脫硫環(huán)保要求。鍋爐煙氣經(jīng)電除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔,脫除SO2、SO3，將后續(xù)一系列的化學(xué)反應(yīng)以及工藝過(guò)程后，最終將脫硫后的煙氣排放進(jìn)大氣，減少環(huán)境污染。納雍二廠于2010年開(kāi)始采用變頻改造已達(dá)到國(guó)家要求的節(jié)能減排目標(biāo)，其中有24臺(tái)輔機(jī)采用了利德華福HARSVEST-VA型變頻器進(jìn)行節(jié)能改造。

三、風(fēng)機(jī)采用變頻的可行性

風(fēng)機(jī)的工作特性圖如下：

由上知，采用調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)速度來(lái)減小風(fēng)量，風(fēng)機(jī)改按速度N2運(yùn)行，工作特性為曲線②，風(fēng)機(jī)工作在C點(diǎn)，風(fēng)量仍然為Q2，但壓力為H2。

相比B、C兩點(diǎn)，風(fēng)機(jī)減少的軸功率為：ΔP＝PB- PC＝（H3 –H2）×Q2
在風(fēng)道阻力特性不變的情況下，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q、壓力H、軸功率P和轉(zhuǎn)速N之間滿足如下關(guān)系（相似定理）：Q∝N，H∝N2,P∝N3

所以有：通過(guò)調(diào)速方式改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量，風(fēng)量下降一半時(shí)，風(fēng)機(jī)軸功率將下降。

四、HARSVERT-A06/485型高壓變頻器原理

變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，由移相變壓器、功率單元和主控制器組成。每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)以及電氣性能完全一致，可以互換，其構(gòu)造為基本的交—直-交逆變電路，整流側(cè)為三相全橋整流電路，通過(guò)IGBT逆變橋進(jìn)行PWM控制，從而得出單個(gè)功率單元的輸出電壓，通過(guò)對(duì)多個(gè)單元的波形進(jìn)行重組疊加后獲得的階梯正弦PWM波形，這種波形正弦度好，dv/dt小，可減小對(duì)電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無(wú)需輸出濾波器；同事，電機(jī)的諧波損耗大大減小，消除機(jī)械振動(dòng)，減小軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。

為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，采用如下主回路方案：

此方案是自動(dòng)旁路的典型方案。原理是由3個(gè)高壓開(kāi)關(guān)QF1、QF2和QF3和高壓開(kāi)關(guān)QF、電動(dòng)機(jī)M組成（見(jiàn)左圖）。要求QF2和QF3合閘回路之間的存在機(jī)械、電氣、互鎖邏輯，不能同時(shí)閉合。變頻運(yùn)行時(shí)，QF3斷開(kāi)，QF1和QF2閉合；工頻運(yùn)行時(shí)，QF1和QF2斷開(kāi)，QF3閉合。高壓開(kāi)關(guān)QF、電動(dòng)機(jī)M為現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備。

五、     變頻器配套設(shè)施

由于HARSVERT-A06/485型高壓變頻器由移相變壓器、功率單元和主控制器組成。在變頻器的效率約為96%，理論上有4%左右的能量損耗掉了。其中，一次設(shè)備變壓器與功率單元占主要部分，如果控制回路忽略不計(jì)，可以認(rèn)為這兩大部分的損耗約占50%左右。

應(yīng)用于此增壓風(fēng)機(jī)的變頻器功率為4000KW，按額定功率的4%計(jì)算，那么在額定運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱量：4000KWx4%=160KW，此發(fā)熱量將散失在變頻器的室內(nèi)環(huán)境中。為了保證設(shè)備的正常使用，設(shè)備的散熱問(wèn)題亟須解決。有如下方法：

1、自然風(fēng)冷卻。此方式投資低，對(duì)環(huán)境要求高，受到設(shè)備周邊環(huán)境影響極大，不適合粉塵較大、空氣潮濕的現(xiàn)場(chǎng)使用，無(wú)法保障對(duì)設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2、采用空調(diào)冷卻。采用空調(diào)的環(huán)境好，如果按一匹空調(diào)的制冷量大約2.5KW/P，此設(shè)備按額定發(fā)熱量160KW的額定發(fā)熱量計(jì)算，160KW÷2.5=64匹?？梢缘贸?，如果采用空調(diào)冷卻，空調(diào)的采購(gòu)，以及長(zhǎng)期運(yùn)行所花費(fèi)的電量十分巨大，并且維護(hù)成本較高。

與以上兩種方式相比，采用我公司設(shè)計(jì)的空水冷系統(tǒng)配套裝置能充分解決問(wèn)題。

空水冷系統(tǒng)原理：

如圖所示：高壓變頻器在密閉的室內(nèi)運(yùn)行，設(shè)備柜頂加裝一個(gè)風(fēng)罩，通過(guò)FD-1、FD-2、FD-3、 FD-4、FD-5、FD-6 制作的風(fēng)管對(duì)高壓變頻器柜頂散失出來(lái)的熱量引出，外邊加裝一個(gè)增壓風(fēng)機(jī)透過(guò)安裝在墻體的FD-7（水冷卻器）進(jìn)行后，冷卻風(fēng)量循環(huán)至高壓變頻器室內(nèi)再次對(duì)高壓變頻器本體冷卻。

對(duì)于使用空調(diào)而言，冷卻成本極低，投資不大。僅需提供FD-7的循環(huán)冷卻水以及用于對(duì)風(fēng)道增壓進(jìn)行循環(huán)的低壓電機(jī)即可。環(huán)境衛(wèi)生，冷卻效率高，長(zhǎng)期投資少，維護(hù)方便。

六、總結(jié)

采用高壓變頻裝置后，根據(jù)用戶粗略統(tǒng)計(jì)，正常負(fù)荷運(yùn)行比之工頻運(yùn)行減少電流50A左右，尤其在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，效果尤為明顯，對(duì)于工頻啟動(dòng)時(shí)造成的電網(wǎng)沖擊以及機(jī)械沖擊明顯減少，減少電機(jī)維護(hù)兩，節(jié)約檢修維護(hù)成本，同時(shí)電機(jī)的壽命大幅度延長(zhǎng)。