高压变频器在循环流化床锅炉(CFB)风机的应用(2)

循环流化床锅炉通过一次风机(有的锅炉一、二次风机共用，称为送风机或者鼓风机)，将先经过空气预热器加热过的热空气，送入炉膛，主要是流化炉内物料，同时提供炉膛下部密相区燃料燃烧所需要的氧气。对于容量较大的流化床锅炉，还专门设计有多台流化风机，起到流化炉内物料的作用。同时，通过二次风机，提供补炉内燃料燃烧所需要的氧气并加强物料的掺混，还对整炉内温度场合的分布。炉膛里燃烧后的烟气，通过循环灰分离器，飞灰回送装置等，将燃烧未完充分的烟气循环燃烧，废气最后经过除尘器，通过引风机排入大气中。

2.2循环流化床风机系统控制难点：

由于循环流化床锅独特的燃烧特性，使得其对风量和风压的控制的要求更高：

A、通过一次风压与风量的保证物料在炉膛内的正常流化，并要使风量与燃料量相匹配，以保证燃烧的经济性;

B、必须使引风量与送风量相匹配以维持炉膛压力在正常范围内(一般为较小负压)，以保证锅炉的安全性。为了保证物料的流化，循环以化床锅炉所配置的一次风机的风压都较高。

循环流化床锅炉的燃烧要求以上各风机的风量需要随时调整，以保证锅炉正常高效燃烧。但对于传统设计上的风机，一般均采用入口导流器(即挡板或者风门)的开度调节风压与风量。由于一般设计的风量、风压均按需求比额定工况留有较大裕量，因此一般风机选型和电动机的选型偏大，运行中又由于负荷的变化可能经常需要调节，实际风门开度在30%~90%之间调整，且风门调节的风量线性度不好，在进行风门开度调节时经常出现风量变化异常情况，调节的响应速度也跟不上，加大了调节的难度。再者通过风门调节风量，使得风机经常工作的低效区，浪费大量能源。

三、循环流化床风机系统的变频改造

对于大容量的循环流化床锅炉，采用的是双风机系统，其可靠性要求与普通煤粉锅炉相同，当一台风机(变频器)故障时，不至于引起锅炉灭火，只是会引起比较大的扰动，并会甩掉一部分负荷。为将扰动降到最小，所以对于大容量的循环流化床风机的一、二次风机、引风机的变频改造采用了“一拖一”自动旁路控制系统，而对于两用一备用流化风机，考虑到经济性，则采用“一拖一”手动旁路的控制系统，以下本文简单介绍Harvest系列的变频器及两种控制系统在循环流化床风机上的应用。

3.1HARVEST系列高压变频器的介绍：

HARVEST系列高压变频器典型结构

北京利德华福电气技术有限公司的HARVEST系列为单元串联多电平高压变频器，采用多个独立的低压功率单元串联来实现高压输出，主要包括移相变压器与功率单元两大部分。并辅以其他控制系统，如主控箱、PLC等，让变频器的运行状态能够实时记录，并有完整的保护功能

A、移相变压器，主要功能为将输入电压降为700V左右的电压，供给功率模块，并通过多重化设计，使得变压器二次侧各绕组的谐波电流相互抵消，基本上消除了变频器对电网的谐波污染。

B、功率单元是整台变频器实现变压变频输出的基本单元，每个功率单元都相当于一台交-直-交电压型单相输出的底压变频器，输出等幅的PWM波形，但每个功率单元相互间有确定的相位偏移，串联叠加以后，在变频器输出侧得到的是正弦阶梯状PWM波。

C、变频器的控制采用DCS远程控制，通过一路4-20MA模拟量，直接控制变频器的输出转速，以达到控制风机风压、风量的目的。在DCS侧，通过自动控制程序，根据负荷、炉膛压力等数据进行自动调节控制。

D、变频器控制电源采用两路交流220V电源，两路电源互为备用，在其中一路电源失电之后可以进行无扰切换，并将报警信号送至DCS，方便检修人员的故障排除。

E、变频器冷却采用空水冷方式冷却加空调辅助冷却，变频器散热的热风，通过水冷器进行热交换，又回到室内继续循环，采用空水冷方式冷却，变频器室实际与外界没有空气交换，对变频器室的环境起好很好的改善效果，同时，在后期维护上，空水冷相对于其他散热方式，如空调循环，维护量都相对应少很多。在变频室内还安装有空调，在空水冷设备正常投入使用的情况下，空调只做为备用。

3.2“一拖一”手动旁路变频改造介绍，主要应用负载为流化风机：

如图所示，“一拖一”手动旁路变频器一次回路由三个手动刀闸构成，变频器输入刀闸QS1，变频器输出刀闸QS2，工频旁路刀闸QS3。并且三个刀闸之间有完整的互锁功能：变频器输出刀闸QS2与工频旁路刀闸QS3之前的机械互锁，其中一个合闸之后，另一个不能合闸，主要是防止两个刀闸同时合闸时，变频器的反送电，导致变频器功率单元的损坏。