火力发电厂锅炉配套大功率动叶可调轴流式风机变频改造应用

摘要

大型风机是火力发电机组的重要辅机设备，因此，对风机运行的可靠性、安全性要求都非常高。风机从早期的离心式发展到静叶可调轴流式，再发展到现在被广泛推广应用的动叶可调轴流式风机。通过对风机采用变频改造，能实现大量能耗节约，虽然离心风机和静叶可调轴流式风机的变频改造已经广泛使用，但针对动叶可调轴流式风机的变频改造应用仍然处于该领域的一个空白。本文从实际项目入手，针对大唐河北王滩火电厂600MW燃煤机组完成脱硫、脱销改造后，原有静叶可调轴流式风机增容后改配为动叶可调轴流式风机，风机运行效率低、经济性差的问题，开展燃煤机组动叶可调轴流式引风机变频改造控制技术和应用研究
　　动叶可调轴流式风机最高效率理论研究。本文通过动叶可调轴流式风机的变频节能理论，借助其性能曲线、效率曲线及风机特性，提出一种全新的动叶可调轴流式风机变频节能计算方法。通过该方法可得到动叶可调轴流式风机各动叶安装角开度时对应的变频调速运行的压力-流量曲线、效率曲线，以及各负荷点对应的变频调速运行的动叶安装角开度值和转速值。以此数据为基础，通过动叶可调轴流式风机变频调速最高运行效率跟踪技术可实现风机变频调速运行的最佳动叶安装角开度值和转速值的匹配，使风机运行在最高效率、最佳经济状态，减少风机的能耗损失。
　　动叶可调轴流式风机效率最佳控制工程应用。本文结合大唐河北王滩电厂动叶可调轴流式引风机变频改造项目，将所提出的效率最佳控制算法应用于本案例，对提出的动叶可调轴流式风机相关计变频节能算方法、优化控制方法进行验证。研究结果表明:动叶可调轴流式风机实施变频改造是可行的，可有效地改变现有动叶可调轴流式风机运行方式，实现最优的动叶安装角开度与风机转速组合，使动叶可调轴流式风机运行在此开度和转速下，既能满足机组在不同负荷下对流量及压力的要求，同时又提高风机运行效率。本文所提出的动叶可调风机变频改造最优效率控制理论应用于大唐王滩电厂动叶可调轴流式引风机节能工程的变频改造能提高效率，节约效果明显，有良好的推广前景。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及问题提出

1．2 动叶可调轴流式风机的研究现状

1．2．1 传统离心式风机

1．2．2 轴流式风机

1．3 研究意义

1．4 本文主要研究内容

第2章 动叶可调轴流式风机变频节能系统

2．1 现有动叶可调轴流式风机系统

2．2 动叶可调轴流式风机变频改造后系统

2．3 动叶可调轴流式风机变频改造后运行模式

2．3．1 原有工频动叶调节运行模式

2．3．2 变频运行模式(固定频率+动叶调节)

2．3．3 变频运行模式(固定动叶安装角+转速调节)

2．3．4 变频运行模式(动叶调节+转速调节)

2．4 动叶可调轴流式风机变频改造后的优点及优势

2．5 本章小结

第3章 风机节能计算评估及优化控制算法

3．1 动叶可调轴流式风机节能计算评估

3．1．1 动叶可调轴流式风机特性分析

3．1．2 动叶可调轴流式风机变频调速H-Q曲线及效率曲线计算

3．1．3 对应风机转速计算

3．1．4 变频调速节电率计算及评估

3．2 风机优化控制算法

3．2．1 搜索区间的设置

3．2．2 自动搜索策略

3．3 本章小结

第4章 高压大功率变频器驱动系统

4．1 高压变频器系统基本原理

4．1．1 高压变频器系统的基本结构

4．1．2 高压变频器系统的主回路构成

4．2 高压变频器主控系统工作原理

4．2．1 高压变频器主控系统基本构成

4．2．2 高压变频器主控系统工作原理

4．3 本章小结

第5章 现场实际应用案例

5．1 项目背景

5．2 系统参数

5．2．1 电动机参数

5．2．2 动叶可调轴流式引风机参数

5．2．3 动叶可调轴流式引风机工频实际运行参数

5．3 变频改造主回路方案

5．4 变频器配置及系统冷却方案

5．5 动叶风机变频调速H-Q性能曲线、效率曲线计算

5．5．1 风机实际负荷点的选定及压力单位转化

5．5．2 风机动叶安装角开度选择(选取0°动叶安装角开度)

5．5．3 风机动叶安装角开度选择(选取12°动叶安装角开度)

5．5．4 0°动叶安装角开度对应不同转速计算

5．6 动叶可调风机变频前后节电率计算及经济性分析

5．6．1 动叶可调轴流式引风机工频定速运行(调节动叶安装角)

5．6．2 动叶可调轴流式引风机变频调速运行(调整风机转速)

5．6．3 动叶可调轴流式引风机两种运行模式下分析比较

5．7 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研情况