火電廠汽電雙驅引風機控制淺析

0 前言

1 000 MW超臨界及超超臨界發電機組是目前大型的火電機組，機組配置的八大風機是目前塔式鍋爐比較普遍的配置，其作為電廠主要的耗電設備，有必要將引風機改造為低耗能設備，或者將引風機改為用蒸汽驅動的技術，將大幅降低發電廠的廠用電率，從而降低企業的發電成本。

隨著工業化、城鎮化的深入推進，能源資源消耗持續增加，防治大氣污染的壓力繼續加大。中國承諾在2030年前，CO

的排放不再增長，達到峰值后將逐年下降。2021年10月24日，中共中央、國務院發布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》。到2030年，經濟社會發展全面綠色轉型將取得顯著成效，重點耗能行業能源利用效率達到國際先進水平。10月26日，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，利用市場機制控制和減少溫室氣體排放、推動綠色低碳發展的重大制度創新。

目前，降低引風機耗能的途徑主要為將電機改為變頻控制，將靜葉可調式軸流風機改為動葉可調式軸流風機，以及改用汽輪機驅動技術等方法都是比較好的技術路線。從整體效益考慮，采用汽輪機代替電動機驅動引風機方案，通過轉速調節風量，風機的轉速則可通過進入汽輪機的蒸汽量進行調節，可以實現類似給水泵汽輪機模式的調節運行方式，通過汽輪機驅動引風機的技術路線將是目前最高效、最可行的方法。提高部分負荷風機效率的同時可以大幅節約廠用電，帶來顯著的經濟和環保效益。

1 汽動-電動雙驅引風機技術簡介

選擇汽動-電動雙驅引風機方案的汽輪機汽源要保證機組在一定的負荷范圍，機組剛啟動時，沒有足夠的汽源驅動汽輪機，達到一定負荷后才有足夠的汽源用于驅動。汽輪機汽源一般可選冷段、熱段、鍋爐一級再熱器出口蒸汽等。背壓式汽動引風機設備系統按軸系布置依次為：背壓式汽輪機(變轉速)→定速比齒輪箱→引風機

。目前該技術已在國家能源集團宿遷電廠、華能金陵電廠中運用，運行效果良好。

圖1所示為單相PWM整流的拓撲圖,Un和In分別為電路交流側的電壓和電流,Rn為線路電感,Ln為交流側電流,Udc為直流側電壓,C2為直流側儲能電容,單相PWM整流電路主要通過將交流能量通過IGBT的開關狀態轉換成直流能量,通過調整不同開關狀態的持續時間,可以控制直流側電壓的大小,同時保證交流側的輸入電壓和輸入電流為同相位,保證單位功率因數的能量傳輸。

應用該節能新技術，配套背壓式汽輪機，利用汽輪機驅動引風機及異步電機，進汽調節閥全開，采用異步電機調節軸功率替代汽輪機進汽調閥節流調節，無節流損失，提高了汽輪機的運行效率，使其始終在高效區運行。同時采用動葉可調引風機方案，定速比齒輪箱的傳動效率也遠高于調速齒輪箱，提高設備在低負荷工況的運行經濟性。另外，采用異步電機對外做功，可降低廠用電率，提高供電效益。

下一步建設重點是對南山片區鄉村旅游公路提檔升級,建立鄉村旅游公路體系,道路成環,分段引導。如圖7,建議南山片區中X104磚橋線、金牛路建設綠道與X002串聯成環線A;青山路進行道路拓寬,與X002及S241形成環線B。

《基本護理技術》的課程設計的思路是：首先成立課程設計小組，然后進行市場調研，在此基礎上明確專業培養目標，并確定本課程定位和思路，接著制定課程標準，建設本課程。課程設計小組由護理實踐專家、行業主管、職業教育專家和在職教師構成。

啟動時，異步電機直接帶動引風機工作，汽輪機和異步電機經離合器分離。機組啟動后，汽輪機在蒸汽作用下完成暖機，汽輪機達到離合器設定轉速時，離合器自動使汽輪機與異步電機嚙合，由汽輪機帶異步電機和引風機運行，異步電機轉為發電機運行狀態。

本文選用緊湊拉伸試樣進行I型斷裂試驗，按照GB/T 21143-2014標準[11]設計試樣結構尺寸，見圖2所示。初始裂紋通過線切割方法垂直于材料的軋制方向預制而成，之后采用高頻疲勞試驗機(Zwick HFP 5100型)進行疲勞裂紋擴展預制得到尖銳裂紋。

動葉可調引風機的風葉為可調節，通過調節葉片的開合大小以調節風機的工況。在同樣的進汽量下，動調引風機由于汽輪機向異步電機傳遞的功率較高，同時定速比齒輪箱的傳動效率也遠高于調速齒輪箱，使用異步電機的輸入功率較高，對應輸出的電量則會增加，這部分電量并入廠用電網中，降低了廠用電率。

2 汽電雙驅控制方案分析

“汽電雙驅”引風機采用“背壓式汽輪機+定速比齒輪箱+異步電機+動調風機”的配置，控制方案如下：

1）啟動階段，小汽機與系統解列，引風機由異步電機驅動。

2)當機組運行至最低穩燃負荷以上，汽源參數滿足設計條件時，由進汽調閥控制汽輪機暖機沖轉至額定轉速，通過可離合定速比齒輪箱接入系統(離合器嚙合過程由機械裝置自動完成）

。

3)確認離合器成功嚙合后，進汽調節閥以一定速率升至全開，汽輪機滑壓運行，系統過渡到正常運行狀態。此時，整個軸系上的功率由異步電機來平衡，轉速也由于異步電機的存在被控制在同步轉速附近。

4)動調風機控制方式與常規純電動方案一致，根據爐膛壓力控制調節動葉開度，改變風機出力。

對于異常工況：

1)如發生汽輪機跳閘，汽輪機轉速下降，自動與系統脫開，風機由電機單獨驅動。

2)如發生電機跳閘，則可投汽輪機轉速調閥控制，維持汽輪機轉速，如汽輪機超速，則連鎖停整臺汽電雙驅引風機機組，并觸發系統RB動作。

3)如異步電機發電功率超過電機額定功率，則投汽輪機調閥控制，限制汽輪機輸出功率。

3 引風機的運行與停止控制邏輯設計

3.1 正常啟動運行過程控制邏輯簡述

整個設備系統按軸系布置，依次為：汽輪機→定速比齒輪箱（可離合）→電動/發電機（異步）→引風機（見圖1）。

電雙驅異步電動機啟動，由電動機帶動風機升速到風機額定轉速以上。

汽電雙驅引風機停止信號將用于進行如下條件的判定：MFT 2臺引風機全停跳閘；引風機RB；自然強制通風邏輯。

1)汽輪機工作蒸汽（或輔助蒸汽）投入，滿足掛閘條件，開啟汽輪機速關閥（主汽門)。

2)汽輪機投入轉速自動，通過轉速PID控制進汽調閥，汽輪機通過調閥控制轉速，經暖機過程，轉速穩定在汽輪機額定轉速(處于轉速控制模式）。

投入異步電動機控制：當離合器進入嚙合狀態或手動進入閥控模式，控制模式轉為閥控，調閥以一定速率開啟，直到100%的開度。在此過程中，變速離合器使汽輪機和異步電機自動嚙合，離合器嚙合開關動作。汽輪機在閥控方式下，由操作人員操作閥門“增、減”鍵改變閥位。

1）純電驅狀態

判斷條件（AND）：變速離合器不在嚙合狀態，汽電雙驅引風機電氣運行信號（引風機開關合閘）。

全面論證課程體系與專業定位的支撐關系，有計劃地組織編寫特點比較突出的教材，并將專業前沿知識、教師研究成果進而應用技術推廣補充進教學內容的講義及實驗指導書中。

2）汽電混驅狀態

·引風機油站任一油泵運行且1A引風機油壓力合適；

3）汽驅發電狀態

判斷條件（AND）：變速離合器在嚙合狀態，且汽輪機轉速大于等于設定轉速（判定設置死區），電機在運行狀態（引風機開關合閘），電機有輸出功率。

4）純汽驅狀態

判斷條件（AND）：變速離合器在嚙合狀態，且汽輪機轉速大于等于設定轉速，電機停運信號（電機分閘）。

5）汽電雙驅引風機停止狀態

癥狀：玉米苗期缺磷，即使后期供給充足的磷也難以彌補早期缺磷的不良影響。苗期缺磷時，根系發育差，玉米苗生長緩慢。5葉期后明顯出現缺磷癥狀如葉片呈紫紅色、葉尖紫色、葉緣卷曲，這是由于碳元素代謝在缺磷時受到破壞，糖分在葉中積累，形成花青素的結果。但是，葉上的這種癥狀也可能因蟲害、冷害和澇害而引起，所以要作全面分析。缺磷還使花絲抽出速度緩慢，影響授粉，并且果穗卷縮，穗行不齊，子粒不飽滿，出現禿頂現象，成熟延遲。

判斷條件（AND）：電動機停運信號（引風機開關分閘），汽輪機跳閘。

(2)祥子昏昏沉沉的睡了兩晝夜，虎妞著了慌。到娘娘廟，她求了個神方：一點香灰之外，還有兩三味草藥。給他灌下去，他的確睜開眼看了看，可是待了一會兒又睡著了，嘴里唧唧咕咕的不曉得說了些什么。虎妞這才想起去請大夫。扎了兩針，服了劑藥，他清醒過來，一睜眼便問：“還下雨嗎？(老舍《駱駝祥子》)

(2)外部融資舉步維艱。目前世界范圍內，外部融資的主要方式有銀行貸款、上市融資和發行債券等三種方法，但是在目前中國的金融體制和背景之下，企業債券發行制度和債券市場都還非常不完善，因此就中國企業而言，外部融資的主要渠道就是銀行貸款和上市融資兩種。然而結合小微企業自身的現狀，小微企業希望通過外部方式進行融資同樣面臨著不小的困難。

操作方式：

·引風機電機前軸承振動X、Y向均正常；

2）保護停

3）順控啟停

3.學生在課堂中學習了一些有趣事實之后，通過Brainstorm的形式讓學生總結可以表達情感和觀點的形容詞，學生給出的詞匯非常豐富。

電機啟動允許條件（AND）：

·引風機切換開關遠控位置；

·引風機電動機無異常報警；

·引風機無保護動作；

DMEM低糖培養基、胎牛血清購于美國GIBCO公司；GSK126、MTT、雙抗、RNA逆轉錄試劑盒購于美國Sigma公司；線粒體膜電位檢測試劑盒、活性氧檢測試劑盒購于碧云天公司；兔抗人H3K27me3蛋白抗體、兔抗人H3蛋白抗體、山羊抗兔IgG抗體購于美國Santa Cruz公司；TrizolReagent購于美國In?vitrogen公司；2×Taq PCR MasterMix購于美國 Fer?mentas公司；人淋巴細胞分離液、BCA蛋白濃度測定試劑盒購于武漢博士德生物工程有限公司。

·引風機的風機軸承溫度正常;

·引風機電機軸承溫度(電機側)正常；

·引風機電機軸承溫度(風機側)正常；

·引風機電機定子線圈溫度正常；

·引風機軸承振動X、Y向均正常;

1）手動啟停

·引風機電機后軸承振動X、Y向均正常；

·引風機任一冷卻風機運行；

判斷條件（AND）：變速離合器在嚙合狀態，且汽輪機轉速達到設定轉速，電機在運行狀態（引風機開關合閘），電機無輸出功率。

·引風機液壓油壓力正常；

·引風機潤滑油流量正常；

·無脫硫至MFT綜合跳閘信號。

·引風機風機軸承溫度超溫；

·引風機前端電機軸承溫度超溫；

·引風機后端電機軸承溫度超溫；

·引風機電機繞組溫度超溫；

·引風機軸承振動X向超高，且Y向軸振高；

·引風機軸承振動X向高，且Y向軸振超高；

·引風機電機前軸承X向超高，且前軸承Y向軸振高；

·引風機電機前軸承Y向超高，且前軸承X向軸振高；

藥劑摻量對高黏粒含量廢漿滲透性和真空固結特性的影響······························武亞軍 顧賽帥 盧立海 強小兵 駱嘉成 (4,617)

·引風機電氣側保護跳閘條件存在。

·引風機電機后軸承Y向超高，且后軸承X向軸振高；

專職隊伍不斷精壯，培育活力。省公司設置專職紀委書記，監察部專職紀檢人員從2016年年初的5人擴充到14人，每個市州分公司都有3～4名專職紀檢人員， 6個較大的縣分公司配備了專職人員，其他縣分公司均配備了兼職人員。

·引風機失去潤滑油：

本側風機2臺油泵均停，增加壓力判斷；

·爐膛壓力低;

中國文明自信演進邏輯的力量源于持續不斷的文明形態。優秀傳統文化是一個國家或民族的繼承和發展的根基所在。如果把這個根基丟失了，那將會切斷民族的精神生命線。世界古代幾大文明中，只有中國文明自有文字以來從未斷流過，是世界上最古老且持續時間最長的文明形態，其孕育的中華優秀傳統文化是中國特色社會主義的血脈源流。

·爐膛壓力低，若A送風機停止，跳A引風機，A送風機運行，則跳B引風機；

·同側空預器停運，且另一側引風機在運行；

·同側送風機跳閘,且另一側引風機1B在運行；

·兩側空氣預熱器全部停運；

·引風機運行,引風機進口擋板全關且全開取非；

·引風機運行,引風機出口擋板全關且全開取非；

·引風機電機后軸承X向超高，且后軸承Y向軸振高；

1）異步電動發電機甩負荷工況

判定條件：汽驅發電狀態時，發生異步發電機的甩負荷信號。對應邏輯動作：汽輪機進汽調閥指令超馳為35%，等待汽輪機轉速低于設定轉速時，投入轉速自動，目標值為額定轉速。

2）汽輪機跳閘轉電動機驅動工況

判定條件：汽驅發電及汽電混驅狀態時，汽輪機跳閘（電機開關必須處于合閘狀態）。增加汽輪機跳閘的RB邏輯，目標負荷為90%額定負荷，具體總風量及負荷定值由現場確定。

3）汽電混驅電機跳閘工況

判定條件：汽電混驅狀態時，發生異步發電機跳閘信號。對應動作：汽輪機跳閘。軸系低速軸側出現跳閘信號，軸系跳閘；軸系高速軸側出現跳閘信號，汽輪機解列。

4 引風機至汽輪機控制邏輯設計

4.1 引風機至汽輪機DCS停機條件

·引風機跳閘條件存在；

·引風機汽輪機前軸承金屬溫度超溫；

·引風機汽輪機后軸承金屬溫度超溫；

·汽輪機齒輪箱輸出軸前軸承金屬溫度超溫。

4.2 MEH跳汽輪機

·手動畫面停機；

·轉速故障跳閘；

·引風機汽輪機進汽溫度高：

·引風機汽輪機進汽溫度超溫。

4.3 引風機汽輪機跳引風機條件（OR）：

·引風機汽輪機電超速；

·引風機汽輪機潤滑油母管壓力超低；

·引風機汽輪機排汽壓力高；

·引風機汽輪機轉子軸向位移超高；

·引風機汽輪機前軸承振動超高；

·引風機汽輪機后軸承振動超高；

·引風機汽輪機齒輪箱高速軸承振動超高；

·引風機汽輪機齒輪箱低速軸承振動超高；

·MFT動作至引風機汽輪機；

·引風機汽輪機進汽壓力超高；

·引風機汽輪機軸瓦溫度超高。

4.4 汽輪機組運行方式

汽輪機組運行方式可以采用定參數啟動，也可以采用滑參數啟動。定參數啟動是指從沖轉到機組帶額定負荷的整個啟動過程中，汽輪機主汽門前的蒸汽壓力、溫度始終為規定的額定值。定參數啟動一般僅用于母管制的機組。采用滑參數啟動時，啟動初始階段，用壓力較低且有一定過熱度的蒸汽沖轉汽輪機，逐漸提升新蒸汽壓力溫度直至達到額定值。滑參數啟動具有以下優點：

1)滑參數啟動汽輪機和鍋爐的啟動過程相互重疊，啟動時間短，啟動過程中能量損耗較少；

2)滑參數啟動中，蒸汽與金屬表面的溫差和換熱系數較小，對零件的熱沖擊較小，容易控制金屬溫升速度；

3)滑參數啟動還可以減少汽水損失和熱能損失，具有較好的熱經濟性。

汽輪機沖轉與升速過程應快速通過一階臨界轉速，汽輪機轉速升高后，注意潤滑油溫度，通過溫控閥或冷卻水量來調節冷油器出口油溫，汽輪機和減速箱軸承進口處應該保持潤滑油油溫的恒定。

汽輪機沖轉與升速過程中也需注意被驅動的引風機運行情況。

5 結束語

汽輪機最大功率的選擇，依據引風機在最大阻力時的負載并留有一定的裕量。在選擇異步電動機時，應該考慮到保證在汽輪機解列的情況下，異步電機能夠在BMCR及以下工況獨立驅動引風機。

同時需要指出的是，進汽源的供應，應基于汽輪機的選型，提供合適的供汽壓力、溫度、流量、背壓等，并能滿足不同負荷段時的供應品質。以確保汽輪機運行時的穩定、高效率。

[1]祝建飛.1 000 MW級火電機組汽電雙驅引風機控制邏輯方案.

[2]上海電氣集團.三相異步電動機使用維護說明書.