脱硫增压风机变频改造逻辑优化

摘 要：辅机的变频改造是电厂有效的节能手段之一，本文根据增压风机的电气特性及运行方式的需求，介绍了增压风机在变频改造中对DCS系统控制逻辑的优化与操作方式的改变，以及在改造后所取得的经济效益。

关键词：电厂；增压风机；变频改造；逻辑优化

目前，随着国家经济的持续发展，导致能源问题日益突出，节能减排作为火力发电厂内部挖掘潜力的一个重要环节，越来越受到各方面的重视。而在脱硫系统中的增压风机则是导致火电厂用电率居高不下的一个重要原因之一，在整个火电发电厂中占廠用电了的10%左右。

我公司每台机组的脱硫系统均配备了一台增压风机，用于克服脱硫系统中烟气挡板、吸收塔及系统内部各个组件部件所造成的烟气压降。在改造前，增压风机是在工频运行的情况下，采用传统的挡板调节才控制风量的多少，即通过风机调整风机的静叶开度来进行负荷调节，静叶阀门的频繁操作，阀门的可靠性也有所下降，同时电机采用定速即全速运行方式，能耗大及维护难度加大的，尤其是在机组低负荷运行的情况下。在工频运行启动增压风机时电流可达到额定电流的六倍多，其带来强大的冲击会降低风机电机的使用寿命。而对增压风机进行变频改造则可以有效的解决能耗大及损耗的问题。

1 增压风机控制系统

1.1 增压风机DCS控制系统

增压风机DCS控制系统采用国电智深公司的EDPF-NTII分散控制系统。EDPF-NTII分散控制系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业自动化产品，采用了控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，能很好的实现自动控制、信息管理一体化设计。

1.2 逻辑修改

增压风机有工频和变频两种运行方式，如下图：QF为增压风机运行总开关；DL3为增压风机工频运行开关；DL1、DL2为增压风机变频运行开关（手动闭合DL2后变频器充电，充电完成后自动合DL1）。

正常情况下优先使用变频控制，当变频器发生故障时，由运行人员手动切换增压风机至工频运行方式，用增压风机导叶来控制风量大小。不管增压风机是在工频运行状态还是在变频运行状态，只要电气主开关QF分闸，都将会引起增压风机停止运行。因此在设计增压风机的联锁保护逻辑时，因现场工况的不同而需要触发增压风机跳闸的情况下在DCS系统内部只需要采取一个动作，即让主开关QF分闸。为了保证系统初始位置的正确性，在DCS系统内部检测到QF分闸的信号后，就会联锁变频器停运以及工频开关DL3分闸。而当变频方式或工频方式发生电气故障时，则需要判断当时实际的运行工况，才能决定是否触发QF分闸。如变频器发生重故障或开关DL1、 DL2其中一个发生保护动作时，必须增压风机同时不处于工频运行模式，才能触发主开关QF分闸。而在电气主开关QF合闸允许条件同改造之前；“主开关QF已合闸”做为变频器启动允许和工频开关QF3合闸允许的前提条件，变频运行方式和工频运行方式相互闭锁，即只有在开关QF1、QF2分闸的情况下才允许开关QF3合闸，或只有开关QF3分闸的情况下才允许开关QF1、QF2合闸，同时如果存在变频器和开关QF3本身的电气故障时也不允许启动。“开关QF、QF3合闸”为工频运行状态；而“QF、QF1、QF2合闸，同时变频器运行”则为变频运行状态。这两个状态信号其中任一个为“1”时则表示增压风机运行，全为“0”时则表示增压风机停止。

在保留原有导叶调节系统的情况下，增加变频调节系统，在DCS内部增加了一下内容：

1）在DCS画面上增加了增压风机变频启停操作窗口，用于变频器的远方启动停止；

2）增加了增压风机变频器的转速控制逻辑，用于调节增压风机入口负压，并可以投入自动运行也可手动调节控制；

3）增压风机在变频方式运行时，增压风机的导叶处于手动状态，在全开位置，且禁止关闭；

4）在增压风机工频方式运行时，增压风机与其他相关设备的联锁、启停等逻辑仍然使用改造前的逻辑关系。

5）保留增压风机原来的启停功能，改为开关QF合闸/跳闸指令；

6）增加增压风机工频运行启停操作功能，即开关DL2合闸/跳闸指令；

2 改造后对比

经过一段时间的使用证明，对增压风机的变频改造带来了显著的节电效果，在提高了设备效率的同时又满足了生产工艺要求，有效的降低了我公司的厂用电率，并且还大大减少了就地设备维护及维修费用，延长了风机电机的使用寿命，很好的保证了发电机组安全稳定的运行，为公司的节能减排做出了贡献，创造的直接和间接经济效益十分明显。

作者简介：

徐敏（1981-），男，广西桂林人，助理工程师，研究方向：测控技术与仪器。