一、脫硝改造項(xiàng)目概述
　　
　　1、項(xiàng)目發(fā)展思路
　　
　　當(dāng)涂公司致力于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、科技創(chuàng)新型、本質(zhì)安全型的新型現(xiàn)代化火電企業(yè)。
　　
　　2、背景
　　
　　2011年9月21日，環(huán)保部、國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011），要求從2012年1月1日起，新建火電機(jī)組氮氧化物排放量達(dá)到100mg/m3。從2014年7月1日起，除特殊機(jī)組，排放量要求達(dá)到200mg/m，外，其余均要求達(dá)到100mg/m3。
　　
　　火電廠脫硝技術(shù)應(yīng)用已成定局，脫硝改造遲做不如早做。燃煤發(fā)電機(jī)組安裝脫硝設(shè)施、具備在線監(jiān)測功能且運(yùn)行正常的，持國家或省級(jí)環(huán)保部門出具的脫硝設(shè)施驗(yàn)收合格文件，報(bào)省級(jí)價(jià)格主管部門審核后，執(zhí)行脫硝電價(jià)。脫硝電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)8厘錢。設(shè)備維護(hù)正常，脫硝效率和投入率滿足要求，收回投資并取得長期效益。
　　
　　3、項(xiàng)目實(shí)施
　　
　　節(jié)能與減排并重，利用脫硝項(xiàng)目，同步進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。
　　
　　（1）取消脫硫旁路煙道和增壓風(fēng)機(jī)。
　　
　　（2）引風(fēng)機(jī)出口至脫硫吸收塔之間的尾部脫硫煙道實(shí)施優(yōu)化改造，減少煙氣流程阻力。
　　
　　（3）引風(fēng)機(jī)增容，采用高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，降低廠用電率及標(biāo)煤單耗。
　　
　　二、引風(fēng)機(jī)電機(jī)容量選擇
　　
　　增壓風(fēng)機(jī)取消后，引風(fēng)機(jī)必須增容，但是容量到底需要增到多大，需要進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算，考慮因素應(yīng)全面，防止忽略了細(xì)小但至關(guān)重要的因素，造成引風(fēng)機(jī)容量選擇不當(dāng)。工程設(shè)計(jì)初期，我們反復(fù)驗(yàn)算，對(duì)最初設(shè)計(jì)的引風(fēng)機(jī)電機(jī)容量6900千瓦產(chǎn)生懷疑，認(rèn)為配置過大，存在‘大馬拉小車’的耗能情況。與設(shè)計(jì)院多次反復(fù)討論交涉，將引風(fēng)機(jī)電機(jī)容量可靠地降低為5400千瓦，節(jié)省工程資金約200萬元，也為相關(guān)設(shè)備經(jīng)濟(jì)選型及長期節(jié)能打下基礎(chǔ)。
　　
　　三、高壓變頻器選型與要求
　　
　　1、國產(chǎn)品牌我國高壓大功率變頻器生產(chǎn)廠家，主要有合康變頻、東方日立、成都佳靈、中山明陽、廣州智光、上海科達(dá)、山東風(fēng)光、九洲電氣等。在國家節(jié)能政策的鼓勵(lì)和扶持下，隨著科研投入的進(jìn)一步加大，國產(chǎn)高壓變頻器在理論上與功能上也逐漸可以與進(jìn)口變頻器相媲美，但變頻器中使用的功率半導(dǎo)體、驅(qū)動(dòng)電路、電解電容等關(guān)鍵器仍依賴進(jìn)口，而且在未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)狀況不容易改變。在自動(dòng)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相對(duì)比較單一，主要是“產(chǎn)品推廣”的營銷策略，產(chǎn)品發(fā)展與銷售有一定劣勢。
　　
　　2、國際品牌國外主要供應(yīng)廠商有施耐德（利德華福）、西門子、羅賓康、羅克韋爾及ABB等。以西門子為代表的國外品牌占據(jù)大容量和大型工程配套的高端市場，它們形成了系列化的產(chǎn)品系列，幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，工藝水平也較完善。品牌廠商多為綜合自動(dòng)化公司，擁有多種自動(dòng)化產(chǎn)品的品牌關(guān)聯(lián)效應(yīng)，并體現(xiàn)在其他資源的共享上，這樣的“品牌推廣”對(duì)產(chǎn)品發(fā)展、銷售都有很好的推動(dòng)作用。
　　
　　3、注重優(yōu)勢，選擇國產(chǎn)品牌雖然，國外品牌在元器件質(zhì)量、超大功率產(chǎn)品上優(yōu)勢較大，但也應(yīng)該看到國產(chǎn)品牌通過技術(shù)自主化研究與應(yīng)用，差距正逐漸縮小。另外，國產(chǎn)品牌價(jià)格優(yōu)勢巨大、性價(jià)比高，在設(shè)備異常分析、故障處理、備品備件采購、技術(shù)培訓(xùn)等方面的方便快捷也是應(yīng)該考慮的因素。決策層的思維不能停留在選擇國際大品牌高端產(chǎn)品就不會(huì)負(fù)什么責(zé)任的行為上。在了解國產(chǎn)、國際高壓變頻器品牌、產(chǎn)品、技術(shù)現(xiàn)狀，滿足安全、技術(shù)要求的前提下，選擇性價(jià)比高的國產(chǎn)品牌，為支持鼓勵(lì)國產(chǎn)品牌發(fā)展壯大、走向國際市場貢獻(xiàn)力量。
　　
　　4、選擇合康變頻的幾點(diǎn)原因
　　
　　（1）在國內(nèi)率先推出煤礦提升機(jī)用四象限高壓變頻器后，又首次將容量突破5000kVA，在這兩個(gè)方面均走在了國產(chǎn)高壓變頻器前列。2006年8月成功推出產(chǎn)品，并順利通過一系列試驗(yàn)。通過近幾年的發(fā)展擴(kuò)大，綜合能力得到有效提升。
　　
　　（2）變頻器采用單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波技術(shù)，削弱了諧波的輸出含量。本工程采用6單元串聯(lián)，相當(dāng)于36脈沖輸入13電平輸出，為完美無諧波方案。主要優(yōu)點(diǎn)：無需輸出濾波裝置，電機(jī)不用降額使用，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，可延長電機(jī)及機(jī)械設(shè)備壽命。
　　
　　（3）變頻裝置控制電源采用雙電源技術(shù)，其中一路為普通外部供電，另外一路直接來自高壓，經(jīng)變壓器降壓輸入。兩路電源同時(shí)經(jīng)整流后輸入控制系統(tǒng)。雙電源切換無時(shí)間間隔，供電系統(tǒng)在線熱備份，對(duì)整個(gè)高壓變頻器的控制電源穩(wěn)定性有足夠的保障。
　　
　　（4）變頻器采用中文LCD顯示，面板輕觸按鈕直接操作。全中文文字表述，大屏幕顯示，可對(duì)多組參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，沒有煩瑣的參數(shù)代碼號(hào)，參數(shù)設(shè)置直觀。運(yùn)行參數(shù)同屏顯示，可保存十次故障記錄。
　　
　　（5）售后服務(wù)有承諾。終身維護(hù)，定期進(jìn)行用戶培訓(xùn)，按用戶要求解決現(xiàn)場問題；現(xiàn)場出現(xiàn)故障，立即給予答復(fù)或響應(yīng)，48小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場。設(shè)立用戶檔案和產(chǎn)品檔案，便于及時(shí)、準(zhǔn)確地聯(lián)系用戶，分析解決現(xiàn)場出現(xiàn)的各種問題。定期進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量詢訪和跟蹤。
　　
　　5、對(duì)變頻器廠家提出相關(guān)要求
　　
　　（1）提供近兩年與本工程同等規(guī)模工程的業(yè)績及由電廠出具的運(yùn)營報(bào)告證明。
　　
　　（2）在設(shè)計(jì)、制造、出廠試驗(yàn)、現(xiàn)場安裝、動(dòng)靜態(tài)調(diào)試等環(huán)節(jié)，有防止引風(fēng)機(jī)軸系出現(xiàn)扭振或葉片自振，出現(xiàn)軸或葉片裂紋甚至斷軸、斷葉片的情況發(fā)生的具體措施，并根據(jù)引風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的引風(fēng)機(jī)出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)出具計(jì)算結(jié)果。
　　
　　（3）對(duì)于引風(fēng)機(jī)電源開關(guān)下口至電動(dòng)機(jī)所屬動(dòng)力電纜、高壓變頻器、變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)等全部電氣設(shè)備的繼電保護(hù)配置方案具體說明。要對(duì)工頻、變頻兩種運(yùn)行方式下分別考慮，包括保護(hù)如何隨著運(yùn)行方式的切換而切換。
　　
　　（4）結(jié)合合康變頻已投運(yùn)的同類型工程實(shí)例，提供引風(fēng)機(jī)增加變頻裝置后的旁路切換方式（手動(dòng)及自動(dòng)）專題說明，包括兩種切換方式對(duì)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的影響及具體操作程序說明。確認(rèn)采用旁路自動(dòng)切換方式。
　　
　　四、引風(fēng)機(jī)及變頻器控制邏輯優(yōu)化
　　
　　變頻裝置的所有開關(guān)及變頻器啟停、變頻器轉(zhuǎn)速完全由DCS進(jìn)行控制，并在變頻器廠家和設(shè)計(jì)院提供的控制邏輯基礎(chǔ)上進(jìn)行了合理的優(yōu)化。
　　
　　1、引風(fēng)機(jī)變頻／工頻自動(dòng)切換控制方案優(yōu)化針對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行過程中單側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻器跳閘需要自動(dòng)切換至工頻運(yùn)行的工況，為了避免影響安全運(yùn)行的事故出現(xiàn)，并盡可能減小系統(tǒng)擾動(dòng)，我們對(duì)這一工況設(shè)計(jì)了相關(guān)的控制方案。控制邏輯中增加了一個(gè)中間信號(hào)——“引風(fēng)機(jī)變頻切工頻觸發(fā)”，它是由以下三個(gè)條件相與所組成：
　　
　　①頻方式延時(shí)斷3秒；
　　
　　②引風(fēng)機(jī)6KV開關(guān)在合位；
　　
　　③“引風(fēng)機(jī)變頻器重故障”或“運(yùn)行人員手動(dòng)變頻切工頻按鈕延時(shí)1秒”。
　　
　　2、引風(fēng)機(jī)變頻控制方式下自動(dòng)控制優(yōu)化當(dāng)引風(fēng)機(jī)處于變頻控制時(shí)，將爐膛負(fù)壓過程值與設(shè)定值的偏差經(jīng)過變頻自動(dòng)調(diào)節(jié)器的比例積分計(jì)算的控制信號(hào)通過平衡模塊分配到兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)變頻器的控制回路，向變頻器提供4~20mA指令信號(hào)，變頻器根據(jù)此信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓。
　　
　　（1）在送風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的連鎖切手動(dòng)條件中，將原“引風(fēng)機(jī)靜葉控制在手動(dòng)”信號(hào)改為“引風(fēng)機(jī)靜葉控制和變頻控制均在手動(dòng)”。
　　
　　（2）“變頻切工頻信號(hào)觸發(fā)”信號(hào)發(fā)出時(shí)，切換側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻且手動(dòng)，指令保持，另一側(cè)變頻控制自動(dòng)方式運(yùn)行，來自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)壓。
　　
　　（3）如果變頻切工頻失敗，即“引風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)線C）F1分閘狀態(tài)”或者“引風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)線QF2分閘狀態(tài)”，且“引風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)線QF3未合閘狀態(tài)”，聯(lián)鎖停“引風(fēng)機(jī)主開關(guān)QF”同時(shí)出發(fā)“引風(fēng)機(jī)RB”動(dòng)作。
　　
　　（4）“變頻切工頻信號(hào)觸發(fā)”信號(hào)發(fā)出時(shí)，故障側(cè)引風(fēng)機(jī)靜葉超弛關(guān)至機(jī)組負(fù)荷對(duì)應(yīng)的開度，確保變頻切工頻時(shí)對(duì)爐膛擾動(dòng)盡量的小，通過試驗(yàn)，確定負(fù)荷與靜葉開度對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　
　　（5）引風(fēng)機(jī)靜葉自動(dòng)與變頻自動(dòng)互為閉鎖，兩者不可同時(shí)投入自動(dòng)方式運(yùn)行。
　　
　　（6）運(yùn)行中發(fā)生一次風(fēng)機(jī)RB或送風(fēng)機(jī)RB或給水泵RB時(shí)，且引風(fēng)機(jī)A、B靜葉均在手動(dòng)下，引風(fēng)機(jī)靜葉超弛關(guān)小一定開度，各種RB和各種負(fù)荷下通過折線函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)小的幅度不同，由試驗(yàn)確定。
　　
　　（7）當(dāng)發(fā)生引風(fēng)機(jī)RB時(shí)，故障側(cè)引風(fēng)機(jī)變頻器指令到0，靜葉指令到0，運(yùn)行側(cè)靜葉超弛開至95%，變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓。經(jīng)過多次變頻切工頻試驗(yàn)以及自動(dòng)控制擾動(dòng)試驗(yàn)，上述控制系統(tǒng)優(yōu)化合理、有效，能滿足機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的要求。
　　
　　五、變頻器參數(shù)設(shè)置相關(guān)問題
　　
　　特別注重變頻器參數(shù)設(shè)置工作，在招標(biāo)過程中就關(guān)注變頻器功能參數(shù)表，了解變頻器相關(guān)功能參數(shù)的設(shè)置范圍及精度，做到所選擇的變頻器能夠滿足運(yùn)行要求。現(xiàn)場動(dòng)態(tài)調(diào)試結(jié)束后，公司電氣技術(shù)人員再次與合康變頻、大唐科技等技術(shù)人員討論、核對(duì)功能參數(shù)設(shè)置清單，并經(jīng)過審核、批準(zhǔn)后正式投入運(yùn)行。本著精益求精的思路，對(duì)個(gè)別參數(shù)設(shè)置極限能力進(jìn)行了深究。
　　
　　1、“加速時(shí)間”設(shè)置含義是什么？為什么設(shè)置130S?是否可以提高響應(yīng)速度而減小該參數(shù)設(shè)置？變頻自動(dòng)切工頻過程中，該參數(shù)設(shè)置是否合適，為什么？“加速時(shí)間”是指變頻器運(yùn)行頻率從OH加速到基準(zhǔn)頻率（默認(rèn)為50H）所需的時(shí)間。該參數(shù)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整到一個(gè)合適的值。加速時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載情況設(shè)置，減小該參數(shù)只是調(diào)節(jié)變頻器從OH]加速到基準(zhǔn)頻率的時(shí)間，加速時(shí)間設(shè)置過短，變頻器有可能會(huì)在加速過程中報(bào)變頻器過流而跳機(jī)，加速時(shí)間過長，會(huì)因?yàn)樨?fù)載機(jī)械慣性，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)限流保護(hù)，建議不要隨便更改。
　　
　　“減速時(shí)間”設(shè)置含義是什么？為什么設(shè)置400S?是否可以提高響應(yīng)速度而減小該參數(shù)設(shè)置？變頻自動(dòng)切工頻過程中，該參數(shù)設(shè)置是否合適，為什么？
　　
　　2、“減速時(shí)間”是指變頻器運(yùn)行頻率從基準(zhǔn)頻率（默認(rèn)為50H）減速到OH所需的時(shí)間。該參數(shù)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整到一個(gè)合適的值。變頻器響應(yīng)速度是根據(jù)變頻器本身的轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)調(diào)節(jié)的，減速時(shí)間只是根據(jù)負(fù)載情況，在保證安全可靠的運(yùn)行前提下選擇合適的值，使變頻器能夠平穩(wěn)調(diào)速。但是如果減速時(shí)間設(shè)置不合適，可能會(huì)因?yàn)樨?fù)載的速率和變頻器輸出速率不一致，導(dǎo)致變頻器在減速過程中報(bào)單元過壓故障，建議不要隨便更改。
　　
　　合康變頻從保護(hù)變頻器的角度出發(fā)，上述“加速時(shí)間”、“減速時(shí)間”設(shè)置沒有問題。但是，變頻器應(yīng)用在火力發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，我們從用戶的角度出發(fā)，希望提高引風(fēng)機(jī)變頻、工頻相互切換過程中的頻率響應(yīng)速度，保證切換過程中風(fēng)量、爐膛壓力等參數(shù)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，降低切換過程對(duì)靜葉調(diào)整的依賴程度。與合康變頻產(chǎn)品、技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人員做了深入的交流，得到了他們的理解，認(rèn)為這也是對(duì)合康品牌發(fā)展提出了很好的建議。隨后，相關(guān)技術(shù)人員收集了鍋爐、引風(fēng)機(jī)及電機(jī)相關(guān)出廠試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)參數(shù)，并承諾通過詳細(xì)計(jì)算和相關(guān)試驗(yàn)來確定具體方案。
　　
　　六、節(jié)能效果
　　
　　初步估算，一年兩臺(tái)機(jī)組的四臺(tái)引風(fēng)機(jī)可節(jié)約5200萬度廠用電，折算為標(biāo)準(zhǔn)煤15800噸，折合為人民幣1100萬元。