王伟

摘要：文中基于对高压变频器基本架构进行了的细致阐释，对当前时期火力发电厂锅炉风机进行有效改造，为了能够对锅炉风机实际运行的具体情况进行全面掌握，要对其管控模式、自动化管控实施全面而合理的设计，对火力发电厂中锅炉风机的变频器进行有效完善，对火力发电厂的现代化发展提供一些帮助。

关键词：火力发电厂;锅炉风机;变频器;自动化控制;设计

引言

在火电系统当中风机是极为关键的辅助性机械，其耗电数量非常巨大，当前来讲很多火力发电厂的风机在调试过程中所使用的都是液力耦合方式，这样才能够对电机实际风量进行有效管控，这样方式较为传统，同时在节流方面会形成很大的损失，其也难以实现精准有效的操控，需要的能量也非常高，总体来讲成效并不理想。在技术创新发展过程当中，高压变频器的产生对这个问题进行了有效解决，很多火力发电厂都开始对风机进行积极改造，优化风机管控系统，基于自动管控技术的实际应用，强化提升火电厂总体成效与应用性能。

一、高压变频器基本架构

（1）整流器。整流器的作用就是把三相交流电转变成直流电，这个过程当中要应用到的装置就是整流器，其一般都在电网侧进行实际安装。（2）逆变器。当前逆变器比较常用的一般是三相桥式，其包含六个半导体的器件，主要就是对输出端的电压频率进行管控，一般是在负载侧进行安装的。（3）中间直流。针对火力发电厂来讲，电网负载侧的主要装置就是异步电动机，因此负载类型就是感性负载。不管一部电动起处在怎样的状态，其实际功率都不会超出规定数值。因此，无功功率转换通常都会有中间直流这个环节，作用就是要基于储能元件对无功能量进行缓冲，所以，中间的直流环节也可以说是储能环节，这个时候一定要注意的是，储能过程中的电流是直流。（4）电路管控。依据运行流程把可管控电路划分成为四个不同的组成部分，所有部分的功能是运算、检测、输入与驱动。管控电路的意义就是对电网负载侧逆变器进行有效管控，还有就是针对整流器进行有效防护，比较常用的管控方式是模拟和数字。性能良好的变频器通常基于计算机进行管控，管控方式是全数字形式，基于简化硬件形成电路，之后基于特定計算机软件来进行操作。因为软件更为灵活，所以数字化管控一般应用在复杂管控操作中，使用频率也比较高[1]。

二、对火力发电厂中锅炉风机变频器实施自动化管控设计的具体措施

2.1整体改造的方案

在锅炉燃烧系统当中，通常都包含两台一次风机和两台送风机，一次风机当中的甲侧位置上基于双速电机实现带动，调节方式是液藕，乙侧位置上是基于单速电机而实现带动，调节方式是液藕。综合锅炉实际需要，要对送风机与乙侧位置上的一次风机实施改造设计，甲侧一次风机暂时使用既有的调节方式，改造操作中实际应用到的装置主要是高压变频器。遵照高压变频器实际应用需要，使用美国研发出来的无谐波高压变频器，火力发电厂当中的风量和膛压调节还是分散管控，正常状态下的实际运营中，两台送风机和乙侧位置上的一次风机安装变频器，能够满足相应操作与诉求[2]。

2.2选择变频器

当前，锅炉风扇由两部分组成：鼓风机和排气风扇，当锅炉运行时，两者必须连续运行。同时，引擎具有公差，因此通常可以减少调试。风扇运行时，频率，电压，电流等相对较小。由于变频器的速度直接控制变频器的速度，因此在设置变频器的额定电流时，电动机电流必须在运行期间合并并相应地增加，可以满足变频器的要求。选择特定的逆变器时，必须考虑其电压，可能的故障和运行成本。同时，必须在识别后进一步检查逆变器，例如在启动和过载期间的电流，以检查其是否满足相关要求。另外，需要进一步加强对成本的管理和控制。只要可以满足风扇的特定要求，就可以选择低功率的逆变器[3]。

2.3电气管控系统的合理设计

为了保证管理工作的质量与成效，变频器管控室要求集中分布。因为火力发电厂的厂区面积有制约性影响，因此在进行变频器、线路、通风等诸多方面相关布置的时候一定要对整体方案进行完善。变频器管控室的通风非常关键，变频器上需要安装散热装置和风道。这样热风会在风道引导之下排出去，风量并不会因为风道的存在而产生变化。变压器和功率单元装置顶端风机也需要安装风道，同时要进行单独配置，绝对不能对其进行整合。风道和风机周围的管道间距不能低于3厘米，电源在柜的顶端进入，因此风机罩安装时一定注意给电源线留有一定空间。风道排风口的位置要向下倾斜，这是为了能够起到防水的作用。要在同样的位置上安置钢丝网，这是为了能够有效防鼠。管控室的风口要设置成为滤网形式的，室内门窗要实施密封处理，基于空调保证室内空气的循环、温度。变频器通常都是下进线方式的，从电缆隧道当中被完全引出。对辅助电源进行有效应用，同时要加设变频器，将其设置在引风、送风与开关之间，无需将极有工频回路进行拆除。变频器与电机之间要使用高压电缆进行连接，尽量使用既有电缆线。倘若电机需要进行移动，要兼顾电缆线余量问题。变频器小间位置上要设置车间盘，对双路电源进行切换，电压是400V，为变频器小间中的所有用电设备提供充足电能。6000V高压电基于变频器送入到刀闸中，之后经由刀闸送至电动机中。变频柜与火电厂整体接地系统实现连接，接地材料镀锌扁钢，其横截面的面积是50mm2，实际电阻不超过4Ω，DCS是变频器管控系统[4]。

2.4风扇控制的结构

风机控制系统由两部分组成：PLC和变频器。 PLC是控制整个系统的核心和关键，而变频器则是执行器和系统指令的传输。 PLC发出控制命令后，它将以可变频率供电以实现平稳控制。速度目标具体控制原理如下：（1）风扇。鼓风机的主要功能是使锅炉燃烧。炉子可以保持稳定的空气流，以提供足够的氧气来燃烧炉子中的燃料。使用变频器后，可通过控制电路实时调节炉温，以控制风扇的频率转换。它的特殊功能原理是，当测量设备检测到卢塘的温度高于设定的标准值时，会将其转换为相应的信息数据，并将其传输到皮带驱动器，然后通过变速箱和PID转换为电信号。控制算法用于进一步校准。检查计算结果，最后将电信号通过输出端子发送，以便逆变器可以根据接收到的信号来调整和调整电压，频率和其他参数，减少风量并避免额外的功耗。

（2）排气扇。排气扇用于从炉中除去烟道气，这些烟道气是在锅炉中燃烧燃料时产生的。排气扇产生的空气量大或小都有不利影响。如果太大，则会增加能耗并导致资源浪费不足。如果太小，将无法消除烟雾并降低锅炉的燃烧效率。因此有必要通过压力传感器实时检测和传输炉内负压参数，以便可以及时记录炉内负压情况，以便传输可以实时接收相关信息并转换电信号，然后使用PID控制器。该控制算法用于进一步校准，最后变频器根据接收到的信号调整风扇的风速。

2.5变频器节能改造时的注意事项

转换特定变频器时，必须正确连接输入连接和输出连接，因为要区分正电流和负电流。反向连接出现问题时，很容易引起风扇故障。同时，风扇在运行期间振动。为了避免变形和共振，必须将转子的临界转速结合起来以提供有效的保护。变频器也必须接地，以确保变频器正常运行。

结束语

通常，将变频器用于锅炉风扇的节能转换不仅可以改善控制效果，而且可以减少能耗。 当前，节能技术的研究和应用应致力于与锅炉风扇控制系统完全集成的变频器的转换。

参考文献：

[1]张振华，陈作海，白建东，王兴盛.高温风机变频器自动降频分析[J].水泥工程，2020（05）：46.

[2]王月.通风机变频器的QPR控制策略应用研究[J].煤矿机械，2020，41（09）：150-152.

[3]刘锋国.变频器在火焰清理除尘风机上的节能应用[J].中国设备工程，2020（15）：86-89.

[4]陈庆.变频器在液位自动控制中的应用及其节能效果[J].科技创新导报，2020，17（19）：48-50.