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合康HIVERT水冷型高压变频器在兆光发电锅炉引风机上的应用

浏览次数: 日期:2018-1-25 10:26:34
摘要:本文介绍合康水冷型高压变频器应用于兆光发电2*600MW机组锅炉引风机,提供改造经验。实践证明水冷散热是大功率变频器稳定运行重要因素,对设备稳定运行提供了保证。关键词:锅炉引风机,水冷型高压变频器 
引言山西兆光发电有限责任公司(简称“兆光发电”)位于山西省临汾地区霍州市,地处电力网架枢纽及负荷中心,是山西格盟国际能源有限公司控股、北京能源投资(集团)有限公司参股,共同投资建设的现代化大型环保发电企业。目前装机总容量1800MW,一期工程为2×300MW亚临界直接空冷机组,于 2005年9月投产发电;二期工程为2×600MW超临界双缸双排汽直接空冷机组,于2009年9月投产发电。针对山西兆光发电有限责任公司二期2×600MW超临界双缸双排汽直接空冷机组锅炉引风机节能改造的需求,我公司对2台600MW机组4台引风机进行了高压水冷型变频器改造。
锅炉引风机工艺简介及要求锅炉属于火力发电厂三大主体之一,锅炉烟气空气系统向锅炉提供所需要的热风(二次风),向磨煤机提供热、冷一次风,干燥给煤机出口进入磨煤机的原煤,对给煤机和磨煤机提供密封空气,而锅炉引风机在烟气空气系统中起到将锅炉燃烧产生的烟气通过烟囱排放到大气中的作用。在整个工艺中锅炉引风机起到至关重要的作用。2×600MW超临界双缸双排汽直接空冷机组每台机组设置2台引风机,每台引风机选用静叶可调轴流风机,通过调节静叶的角度来调整空气的进入风机的流量。通过变频器调速代替风机静叶调节可增加节能空间。引风机在整个工艺系统中起到关键作用,对变频器稳定运行提出了更高的要求。对于高压变频器的稳定性来说,变频器的散热问题是保证变频器稳定运行重要因素。目前国内变频器以风冷为主要散热方式,随着变频器容量的不断提高,风冷散热方式已满足不了大功率变频器散热要求。对于大功率的变频器,水冷散热无疑是最好的散热方式。
水冷型变频器改造应用方案3.1方案概述本次改造主要对2台600MW机组4台锅炉引风机进行变频器改造,锅炉引风机高压电机型号YBPKK1000-6,额定功率6.85MW,额定电压6KV,额定电流736A.根据现场工艺及运行数据,选择合康自主生产的水冷型高压变频器HIVERT- Y06/1000W,额定输出电流1000A.
3.2 水冷型变频器主回路运行及接线应用方案变频器采用“一拖一”手动旁路方式。如图一变频运行:QS1、QS22闭合,QS21断开,由合闸断路器QF为变频器供电,再通过变频器本地或远程启动电机变频运行;工频定速运行:QS1、QS22断开,QS21闭合,由合闸断路器QF直接启动电机定速运行;01.png图一而水冷型变频器由变压器和功率单元组成,如图二。变压器采用强迫油循环水冷却式油浸变压器,原边为Y接法,与进线高压直接相连,副边绕组为延边三角形接法,为功率单元提供电源。功率单元经串联叠波升压后,三相输出Y接,得到驱动电机的可变频三相高压电。02.png图二
3.3水冷型高压变频器水冷系统具体应用方案3.3.1 移相变压器冷却系统采用油水换热冷却类型,变压器工作时产生的热量,因变压器本体浸泡在冷却油中,热量传递给冷却油。在油泵的作用下,强迫冷却油流动,热油从油箱上端流出,通过封闭的管道流经油水热换器时与冷却水进行热交换,热油中的热量被冷却水带走,冷却后的油沿管道重新回到油箱,以此循环实现变压器散热。
3.3.2功率单元冷却系统功率单元冷却系统由功率单元柜,纯水冷却单元柜和全自动滤水器组成。水冷分内循环和外循环两部分,变频器内部功率单元采用水冷板散热,去离子水通过管道进入水冷板,将IGBT等功率元件热量传递给去离子水,热量由去离子水带走,进入水-水交换器。水水交换器通过外循环水换热,热量由外循环水带走,冷水进入单元水冷板继续循环。如图三03.png图三外循环水水源取自电厂开式循环冷却水,开式水具备能够满足变频器散热需要的流量,但水中杂质较多,容易堵塞过滤网。通过增加全自动反冲洗过滤装置去除水中杂质,避免了堵塞。
3.3.3水冷系统主要设备选型及主要参数1.变频器内循环冷却水选择同飞制冷设备公司纯水冷却单元,型号为LCUF-130/65-W/W-G.技术参数04.png2.二次冷却水源现场提供开式循环冷却水,进水管道中增加自动反冲洗装置。   
3.3.4 电厂DCS控制改造高压变频器控制系统采用双回路供电,可实现无扰切换,确保变频器控制回路稳定。变频器具有与现场分散控制系统DCS的用户接口,变频器根据DCS控制指令,控制电机启动,停止以及调速。变频器装置,纯水冷单元柜和全自动滤水器通过硬连接线方式向DCS反馈设备状态信号和故障报警等信号。在现有的DCS系统增加锅炉引风机变频器控制功能。
3.3.5现场运行情况及效益分析设备投运至今稳定运行已半年之久,采用水冷型变频器,体积小,冷却效率高。在实际运行中表现出优异的性能和高可靠的稳定性。1. 增加变频器调速系统后,电机通过变频器实现软启动,改善了风机启动性能,延长了电机使用寿命,降低了电机启动时冲击电流,减少对厂用电的冲击。2. 采用变频器调速后,电机转速降低,主设备及相应的辅助设备如轴承等磨损较改造前减轻,维护周期和设备运行收寿命将延长。3. 使用水冷型高压变频器,设备噪音小,运行环境好,变频器柜体尺寸减小,节省了变频器占地空间。通过水冷散热,使设备及环境温度达到稳定的温度,有限的降低了IGBT截温。4. 设备节能效果,达到了预期的节能效果。
总结兆光发电二期2×600MW超临界双缸双排汽直接空冷机组锅炉引风机改为变频调速控制后,设备运行稳定,厂用电量得到大幅度降低,节能效果明显,取得了明显的经济效益。同时锅炉调节特性及运行工况都得到了改善,机组自动投入率明显提高,从而提高了机组运行的安全可靠性。可见变频调速技术在节能降耗,提高自动化控制水平方面具有很大的优点,值得广泛推广应用。
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