循環流化床鍋爐風機高壓變頻改造的邏輯優化

楊東海

（內蒙古蒙西高新技術集團有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016014）

作為發電廠的主設備鍋爐，其配套的風機數量多、功率大，都是高耗能設備，傳統的風量調節靠開關風門擋板截流來進行調節，形成擋板兩側風壓差，造成節流損失和較大的能源浪費；同時風機檔板執行機構為大力矩電動執行機構，故障較多，風機自動率較低。隨著國內一些生產廠家高壓變頻節能技術研制水平的不斷提高，已接近世界同行業的領先水平，并以產品性能穩定、價格適宜深得國內企業廣泛接受和應用，許多電廠進行風機變頻調速技術改造，以達到節能降耗及提高調節自動化水平的目的。

由于許多電廠在建設初期未設計變頻器，后期進行改造時在電氣主回路和控制回路進行了相應的改造。我廠兩臺470t/h循環流化床鍋爐所配4臺引風機和4臺一次風機都陸續進行了變頻改造，現以引風機為例，將某廠在改造中總結出的幾點經驗拿出來和大家探討、分享。

1 變頻器的特性

變頻器可以在旁路和主路兩種狀態運行，在設計邏輯時就要考慮這兩種情況。一是變頻器在旁路位置運行，即工頻運行，此時風機的各種條件判斷和聯鎖關系可以維持原狀；另外則是變頻位置運行，這就要考慮到邏輯的修改和完善了，主要涉及以下三種情況：

（1）啟動變頻器之前需先合上對應的開關柜斷路器，再啟動變頻器，然后給定轉速指令；如果變頻器故障停止，開關柜斷路器不一定聯動跳閘，此時風機已不運行。

（2）變頻器在條件具備時接收到啟動指令后即可啟動，送出運行狀態信號，但此時雖有運行狀態，如果沒有轉速指令，變頻器也不會有轉速輸出，也相當于風機未運行。

（3）變頻器在接收50Hz的交流電壓輸入后可以在0～50Hz范圍內線性輸出，但對于風機來說，轉速低于一定值運轉時不產生鼓風作用，相當于風機沒有運行；風機大，慣性也比較大，風機的加速、減速時間比較長；我廠引風機加、減速時間設為240秒，也就是說風機從0Hz上升到50Hz需240秒，那么從0Hz上升到10Hz需48秒，故不能簡單認為變頻器啟動后風機就立即運行了。

2 引風機變頻改造后的邏輯優化

2.1 硬件和I/O點增加情況

1臺爐甲一次風機、乙一次風機、甲引風機、乙引風機變頻改造，新增 AI、AO、DI、DO 卡件各一塊，新增 MA/V、DI、DO、AO端子板各一塊。組態中每臺風機引入DI點8個：風機變頻器在遠程控制位、風機變頻器待機狀態、風機變頻器跳閘信號、風機變頻器輕故障、風機變頻器重故障、風機變頻器運行狀態、風機變頻器工頻位置、風機變頻器變頻位置（共32個DI點）；對每臺風機送出DO點3個：風機變頻器啟動指令、風機變頻器停止指令、風機變頻器急停指令（共12個DO點）；接受每臺風機AI點2個：風機變頻器頻率反饋、風機變頻器電流反饋 （共8個AI點）；對每臺風機輸出AO點1個：風機變頻器調速指令（共4個AO 點）。

2.2 變頻器啟動控制邏輯

引風機變頻啟動允許條件：（1）引風機QB閉合位置；（2）引風機變頻器在待機狀態下延時5秒；（3）引風機變頻位置；（4）引風機變頻器無輕故障或重故障或跳閘信號輸入；（5）引風機變頻器在遠程控制位；（6）啟動前引風機變頻調速指令小于5%。上述條件都得到滿足時，操作人員可以通過畫面上的手操器面板發出啟動變頻器信號，啟動引風機變頻器，當變頻器啟動后，送回引風機變頻器運行狀態信號。根據需要，操作人員亦可以通過手操器面板發出變頻器停止命令。

2.3 引風機運行和全停邏輯判斷

原有引風機運行和停止狀態都是以開關柜斷路器閉合位置信號做判斷，即斷路器閉合代表引風機運行，否則判斷為引風機不運行。新加變頻后，僅僅開關柜斷路器閉合并不能代表引風機已運行，還要看變頻器是否運行，變頻器輸出轉速是否大于一定的數值。變更后的邏輯：（1）風機QB不在閉合位；（2）風機變頻器在變頻位置且無風機變頻器運行狀態；（3）風機變頻器在變頻位置且頻率反饋小于20%。上述條件滿足其一者，判斷該風機變頻器在停止狀態，并通過風機變頻器在停止狀態的取反邏輯判斷風機在運行狀態。如果兩臺引風機的停止狀態都為“1”，則判斷兩臺引風機全停，引發MFT等相應的聯鎖、保護。

2.4 MFT邏輯

原MFT邏輯中引風機全停是引用QB閉合信號消失來判斷，現改為引用變更后“引風機運行和全停邏輯判斷”中的引風機全停信號進行連鎖。

2.5 MFT后的吹掃邏輯

原吹掃邏輯中“有引風機運行（QB閉合位置）信號”改為引用變更后“引風機運行和全停邏輯判斷”中引風機運行信號。

3 結語

經過對全廠2臺鍋爐8臺風機的改造，使某廠的廠用電率明顯下降，起到了節能降耗的作用。通過8臺變頻器的陸續改造，我們不斷摸索改進，多次傳動、試驗、優化邏輯，積累了寶貴的經驗，為鍋爐安全可靠運行奠定了良好的基礎。

[1] 智光電氣.Zinvert系列智能高壓變頻調速系統用戶手冊v1.0.