房國成，梁兆國，王　磊

(1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧　沈陽　110006; 2.沈陽工程學(xué)院能源與動力學(xué)院，遼寧　沈陽　110023; 3.大慶油田工程建設(shè)公司油建電力公司，黑龍江　大慶　163000)

發(fā)電機(jī)組引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)的耗電量約占廠用電的30%，其運行調(diào)節(jié)方式通常是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，其驅(qū)動電動機(jī)的輸出功率不隨機(jī)組負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，大量電能消耗在節(jié)流損失中。在發(fā)電廠的節(jié)能減排項目中，高壓電機(jī)設(shè)備的變頻器改造因其節(jié)能效果明顯得到迅速推廣和應(yīng)用[1-3]。高壓電機(jī)變頻運行具有明顯優(yōu)勢，在機(jī)組正常運行下應(yīng)保持變頻運行，但當(dāng)變頻器需要檢修或者故障時，多次發(fā)生一次風(fēng)機(jī)跳閘事故，嚴(yán)重時導(dǎo)致鍋爐主燃料跳閘(MFT)動作，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運行，因此為使機(jī)組安全運行，須將風(fēng)機(jī)變頻運行切回工頻運行[4-6]，這對DCS邏輯的穩(wěn)定性和快速性提出了很高要求。

1　系統(tǒng)概況

三大風(fēng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有1臺100%容量的離心式一次風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)入口裝設(shè)消聲器和暖風(fēng)器。一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量包括鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時所需的一次風(fēng)量、磨煤機(jī)和給煤機(jī)的密封風(fēng)量和空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量。系統(tǒng)設(shè)有1臺100%容量的離心式送風(fēng)機(jī)，入口裝設(shè)消聲器和暖風(fēng)器。送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量包括鍋爐燃用設(shè)計煤質(zhì)鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時所需的二次風(fēng)量和燃燼風(fēng)量以及鍋爐廠保證的空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量。在低溫除塵器后設(shè)有1臺100%容量的離心式引風(fēng)機(jī)，在引風(fēng)機(jī)出口裝有嚴(yán)密的擋板風(fēng)門，起到隔離作用。

三大風(fēng)機(jī)的構(gòu)成回路主要由6 kV斷路器、爐風(fēng)機(jī)主回路進(jìn)線接觸器KM41、爐風(fēng)機(jī)變頻器、爐風(fēng)機(jī)主回路進(jìn)線接觸器KM42和爐風(fēng)機(jī)旁路進(jìn)線接觸器KM43組成。當(dāng)6 kV斷路器閉合且接觸器KM43閉合時，風(fēng)機(jī)處于工頻運行；當(dāng)6 kV斷路器閉合，接觸器KM41、KM42閉合且風(fēng)機(jī)變頻器運行時，風(fēng)機(jī)處于變頻運行。

由于系統(tǒng)只設(shè)置1臺一次風(fēng)機(jī)、1臺送風(fēng)機(jī)和1臺引風(fēng)機(jī)，雖然節(jié)約了成本，但對三大風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運行提出了更高要求，在正常運行情況下采用變頻運行方式。風(fēng)機(jī)變頻器投入后，運行良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，運行電流明顯下降，調(diào)節(jié)范圍寬泛，具有明顯的節(jié)電效能[7]，達(dá)到預(yù)期收益。一旦風(fēng)機(jī)變頻運行時出現(xiàn)故障或者要求變頻切換成工頻運行時，切換的穩(wěn)定性和快速性至關(guān)重要，若達(dá)不到要求則會影響風(fēng)量變化，會對鍋爐穩(wěn)定安全運行產(chǎn)生影響。

2　控制邏輯分析

根據(jù)一次風(fēng)機(jī)回路接觸器KM43的邏輯組態(tài)，假設(shè)條件1是一次風(fēng)機(jī)接觸器KM41、KM42分閘信號觸發(fā)；條件2是OVATION的2個連接點信號觸發(fā)，二者通過或門連接。其中AUTOSTART功能項滿足的條件是條件1和條件2同時滿足，當(dāng)AUTOSTART功能項條件滿足時[8]，KM43接觸器閉合，一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)變?yōu)楣ゎl運行方式。連接點1輸入的內(nèi)容是一次風(fēng)機(jī)變頻器運行信號取非和一次風(fēng)機(jī)變頻器運行故障信號，并且二者是通過或門連接；連接點2的輸入內(nèi)容是通過OVATION的MASTERSEQ和DEVICESEQ算法實現(xiàn)了順序控制功能，順序控制的步驟1是閉合一次風(fēng)機(jī)旁路接觸器KM43，順序控制的步驟2是閉合一次風(fēng)機(jī)6 kV斷路器，當(dāng)一次風(fēng)機(jī)變頻運行后，一般步驟2是自然成立的，只要運行人員啟動順序控制功能且步驟1觸發(fā)后，一次風(fēng)機(jī)會從變頻運行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl運行狀態(tài)。

送風(fēng)機(jī)以及引風(fēng)機(jī)的邏輯組態(tài)圖與一次風(fēng)機(jī)基本相同，不同之處僅僅是所取信號點相應(yīng)變?yōu)樗惋L(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的相關(guān)信號，如送風(fēng)機(jī)的主回路接觸器KM41、KM42分閘信號，送風(fēng)機(jī)運行信號取非等。

3　控制方式對比及改進(jìn)

對一次風(fēng)機(jī)邏輯進(jìn)行分析，連接點1中一次風(fēng)機(jī)變頻器運行信號取非表明變頻器停止工作，其與接觸器KM41、KM42分閘信號同時滿足時，觸發(fā)KM43閉合，完成了變頻切工頻功能。根據(jù)變頻器運行信號從TRUE狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镕ALSE狀態(tài)，KM41、KM42分指令從FALSE狀態(tài)轉(zhuǎn)變成TRUE狀態(tài)，KM43合指令從FALSE狀態(tài)轉(zhuǎn)變成TRUE狀態(tài)，整個功能實現(xiàn)時間為18:53:36至18:53:41，耗時4 s。

連接點1中的另一條件是一次風(fēng)機(jī)變頻器運行故障信號，觸發(fā)時與條件1也可完成變頻切工頻功能，這樣解決了變頻器出現(xiàn)故障的情況。連接點2是通過順序控制功能實現(xiàn)了變頻切工頻，進(jìn)而得到整個功能實現(xiàn)的時間，即變頻器運行信號從TRUE狀態(tài)轉(zhuǎn)變成FALSE狀態(tài)，KM41、KM42分指令從FALSE狀態(tài)轉(zhuǎn)變成TRUE狀態(tài)，KM43合指令從FALSE狀態(tài)轉(zhuǎn)變成TRUE狀態(tài)，整個切換時間從15:17:08.5至15:17:11.2，耗時2.7 s。

通過連接點1和2對比，可以看出采用順序控制的邏輯節(jié)約了1.08 s，主要原因在于后者未取變頻器停止這一信號，即認(rèn)為接觸器KM41和KM42斷開，一次風(fēng)機(jī)脫離變頻運行，然后則具備切入工頻運行的條件。變頻器可以在接觸器KM41和KM42斷開后停止，這樣既不影響變頻切工頻的時間，也不影響變頻器停止工作。

以上是對于一次風(fēng)機(jī)變頻切工頻的邏輯分析，對于送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)來說，由于其邏輯與一次風(fēng)機(jī)基本相同，所以邏輯的實現(xiàn)也大致與一次風(fēng)機(jī)相似。同時送風(fēng)機(jī)與一次風(fēng)機(jī)設(shè)備也存在差異性，所以送風(fēng)機(jī)系統(tǒng)并不會完全符合一次風(fēng)機(jī)的切換速度與穩(wěn)定性，總體上相差不大。同樣，對于引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)也符合這一特性。

4　結(jié)束語

本文對一次風(fēng)機(jī)的變頻切工頻DCS邏輯進(jìn)行優(yōu)化，并對其邏輯進(jìn)行驗證，將4 s的切換時間降至2.7 s，同時解決了一次風(fēng)機(jī)變頻運行時出現(xiàn)故障的情況，保證了一次風(fēng)機(jī)變頻切工頻運行的快速性和穩(wěn)定性，對于送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，也基本符合一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的特性。三大風(fēng)機(jī)通過邏輯優(yōu)化與實現(xiàn)，為鍋爐穩(wěn)定安全運行提供保障。

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