引风机说明

引风机说明

变频改造的提出背景

引风机是我公司燃煤锅炉烟气系统中的主要设备之一。通过控制引风机入口静叶开度调节引风量，维持锅炉炉膛负压稳定。如果炉膛负压太小，炉膛容易向外喷粉，既影响环境卫生，又可能危及设备和操作人员的安全；负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带来的热量损失。因此，控制引风量大小，稳定炉膛负压值，对保证锅炉安全、经济运行具有十分重要的意义。

异步电动机在启动时启动电流一般达到电机额定电流的6~8倍，对厂用电形成冲击影响电网稳定，同时强大的冲击转矩对电机和风机的使用寿命存在很大的不利影响。锅炉引风机系统的电气一次动力回路采用一拖一自动工/变频切换方案，单台机组系统主电气原理图如下。

1)注：#2机#1引风机开关编号为QFA21、QFA22、QFA23;#2机#2引风机开关

编号为QFB21、QFB22、QFB23。

2)上图中，QFIA、QFIB表示原有引风机高压开关；

3)QFA11、QFB11表示变频器输入侧电源开关；

4)QFA12、QFB12表示变频器输出侧电源开关；

5)QFA13、QFB13表示工频旁路电源开关；

6)TF1、TF2表示高压变频器，M表示引风机电动机。

7)QFA11～QFA13、QFB11～QFB13、TF1~TF2均为新增设备。

8)其中，QFA12和QFA13、QFB12和QFB13之间存在电气互锁和逻辑双重闭锁

关系，防止变频器输出与6kV电源侧短路。

9)正常运行时，断开QFA13、闭合QFA11、QFA12高压真空断路器，1#引风机

处于变频运行状态；断开QFB13、闭合QFB11、QFB12高压真空断路器，2#引风机处于变频运行状态；由变频器启/停设备，实现引风机控制和电气保护。

10)当机组运行过程中TF1变频器（TF2变频器）故障时，系统自动联跳变频器

上口的高压真空断路器QFA11（QFB11），断开变频器输出侧高压真空断路器QFA12（QFB12）。系统自动根据故障点位置判断是否能够切换至工频，并根据运行工况启动引风机工频运行，转为采用入口静叶开度控制风量与另外一台变频引风机协调运行。切实保障引风机变频器故障情况下的无扰切换、无需锅炉降负荷运行。

同时，为提高系统的安全性、可靠性，对高压真空断路器柜的控制逻辑进行整体设计。主要包括以下几个方面：

1.对变频器上口高压真空断路器的合、分闸控制回路进行改造与变频器实现联

锁保护功能。当变频器不具备上电条件时，闭锁高压真空断路器合闸允许回路，防止误送电；当变频器出现重故障时，紧急联跳上口高压真空断路器，断开厂用10kV段侧电源，确保设备安全。

2.变频器与下口高压真空断路器实现联锁功能。当变频器下口开关没有合闸

时，禁止变频器启动；当引风机变频运行时，下口开关异常分断，变频系统发出运行异常信号，确保引风系统及时有效的采取紧急处理措施。

3.变频器与上口高压真空断路器、下口高压真空断路器配合通过对运行工况的

实时监测处理，引风系统分级、分点地判断分析故障点位置，确定10kV网

侧、设备、引风机、负载等实际故障情况。通过综合处理分析，实现故障情况下自诊断、自动处理的功能。在应急情况下，确定引风机在变频运行跳闸时是否能够切换至工频运行。

4.配备同步电源快速切换装置，当系统判断故障点非引风机或电动机故障时，

快速完成引风机由变频向工频运行方式的转换，切换时间为2~3秒，确保引风系统不失压。

5.为防止工/变频回路短路，在变频器下口高压真空断路器与工频高压真空断

路器之间存在互为闭锁的电气回路。在变频器上口高压真空断路器与工频高压真空断路器之间存在互为闭锁的电气回路，变频器下口高压真空断路器合闸后，方可闭合变频器上口高压真空断路器。一方面通过电气硬连接实现，另一方面，通过引风系统逻辑实现软连接；从两个不同的层面实现保护。6.在变频器下口高压真空断路器与工频高压真空断路器之间存在接地刀互为

闭锁功能，防止设备运行或检修时误操作导致严重事故。当单侧运行时，系统闭锁另一侧接地刀，禁止接地合闸；当一侧接地刀合闸时，禁止引风机运行。

7.根据运行需要自动实现工频→变频和变频→工频运行方式的自由切换。确保

变频器故障情况下的退出，变频器恢复的平稳接入。

8.该系统开关、变频器等设备的控制及逻辑处理回路，就地远方均可操作并切

换，最终均由DCS控制。

引风机自动控制方案

1.引风机变频运行方式分为手动控制和炉膛负压PID调节自动控制两种。正常

情况下，#1、#2引风机投入变频运行，控制系统自动强制引风机静叶到指定位置（约90%～100％），炉膛负压通过引风机转速控制。

2.设置故障判断信号，当确认单侧引风机的故障点是在变频器本身，而引风机

动力系统正常的情况下，系统自动控制静叶开度和引风机工频合闸时序，同时与另一台变频运行引风机协调控制维持炉膛负压。从而保证炉膛内压力稳定，不能由于单侧引风机变频器故障影响机组负荷。系统运行于一工一变模式时，炉膛负压调节系统通过压力自适应平衡回路，实现#1、#2引风机两种不同控制对象条件下的风量平衡。从而达到一台引风机变频调速，另一台引风机静叶调整下，仍然能够实现机炉600MW的全负荷响应的控制要求。3.当确认单台引风机非变频器本身故障跳闸时，系统自动识别故障点位置，判

别是否需要联跳变频器上口的高压真空断路器从而直接触发RB或MFT。如果是引风机动力系统故障，则由引风机原有联锁动作逻辑实现单侧引风机掉闸联跳单侧送风机，机组自动降负荷运行。同时炉膛负压自动调节系统通过状态前馈自动调节炉膛压力。

4.系统恢复变频器运行时，可以关闭引风机出口挡板，依靠单台变频引风机带

锅炉50～70％的负荷。将引风机切换至变频运行方式，依托变频器提供的飞车启动功能，在引风机没有完全停止的情况下恢复设备运行，从而大大减少机组减负荷的时间。

针对高压变频器在引风系统中的应用，在系统的设计中还采取以下几个措施：1)炉膛压力调节系统设有防止锅炉内爆的措施。当锅炉发生燃料跳闸时，由于

灭火会引起炉膛压力大幅下降，容易引起内爆事故。因此，调节系统中设计了与送风机指令成比例的前馈信号，通过指令回路直接控制引风机转速。

当锅炉发生燃料跳闸时，该指令回路立即投入运行，产生一个最大可调的比率信号，快速减小引风机转速，经过一定的时间后，比率信号自动降低至零，逐步恢复引风机转速信号。从而，大大提高系统的安全性能。

2)当系统处于两台引风机变频运行时，系统闭锁静叶自动调节回路，通过引风

机变频转速调节炉膛压力。自动投入时静叶指令应开到预定位置，保证引风机具有足够的调整空间。

3)系统处于两台工频引风机运行时，系统闭锁变频转速调节回路，系统切换至

工频控制回路。变频运行的状态和联锁逻辑全部切除，避免在变频器检修和退出情况下，对运行系统产生影响，导致误动。

4)变频器应在设计上，减小引风机等大辅机设备启动对电网的影响，变频器在

瞬时断电3秒钟不停机，母线电压跌落35％降出力运行不停机，电压正向波动15％范围内不跳闸；根据需要，还可设置短时停电自启动功能。减少系统因电网波动引起非停的机会。

系统顺控逻辑方案

在变频故障状态下的切换控制逻辑。变频器故障时，系统能够将引风机准确平稳的切至工频运行，同时控制引风机挡板实现锅炉炉膛负压最小扰动量变化。在切换完成后恢复系统正常运行和控制。

i.引风机变频器运行自动切工频旁路（变频回路故障，非引风机故障）

2)当系统判别是变频驱动回路的故障，且引风机、电动机正常时，立即切除挡