一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制系统和方法

技术领域

本发明属于火电厂引风机控制技术领域，涉及一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制系统和方法。

背景技术

引风机是火力发电厂的主要辅机，因其输送的是含尘且温度高的烟气，风量大、风压高、耗电量巨大，单系列(即单台引、送风机)布置的引风机耗电量将更大，因此在生产过程中单台引风机运行的可靠性，经济性将直接影响到电厂的生产运行成本。所以近几年针对风机的节能改造成为了火电厂节能优化的重点。而火电厂风机节能改造一般采用的方法是进行风机变频改造，即由原来的节流调节方式转变为变频调节方式，减小节流电耗，降低引风机的耗电率。然而单系列布置的火电机组在带负荷运行的时候，若变频器故障引起的风机跳闸，将直接会导致锅炉灭火、机组停产，严重威胁锅炉的稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制系统和方法，以解决现有技术中，单引风机中变频器故障引起的风机跳闸会直接影响锅炉稳定运行的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制方法，当引风机变频器故障跳闸后，将变频控制的引风机切换至工频控制，所述工频控制为引风机动叶调节；

引风机动叶调节的出力值通过变频出力等效线性函数获得；

所述变频出力等效线性函数的获取过程为：采集引风机变频器的出力和变频器频率指令变化之间的关系，作为第一组数据；采集引风机工频控制的出力和引风机动叶开度变化之间的关系，作为第二组数据；以引风机变频器的出力和引风机工频控制的出力作为等效值，确定变频器指令和动叶开度之间的关系，为变频出力等效线性函数。

本发明的进一步改进在于：

优选的，采集引风机变频器的出力和变频器频率指令变化之间的关系过程包括以下步骤：

(1)开启送风机和引风机；

(2)将引风机频率控制设定为自动调节；

(3)手动增加送风机变频器频率，以5Hz为一个阶段增加送风机变频器频率，引风机变频器自动调节出力，每一个阶段记录对应的引风机出力数据；

(4)当送风机频率增加至50Hz后，启动一次风机和打开磨煤机的冷热一次动叶，将一次风压逐步调整至额定一次风压，记录对应的引风机出力数据；

(5)继续增加一次风机出力，记录对应的引风机出力数据，当一次风机出力达到上限，逐渐关闭引风机动叶，当引风机的变频器为50Hz时，记录引风机的出力值。

优选的，引风机出力数据包括引风机电流、送风机电流、送风机变频指令、炉膛负压、系统总风量、引风机变频指令和一次风机调节开度。

优选的，采集引风机工频控制的出力和动叶开度变化之间的关系过程为：

(1)引风机动叶投入自动；

(2)以一次风机频率减小5Hz或动叶开度减小5％为一个阶段，记录每一个阶段的引风机出力数据；

(3)当一次风机风量减至最小时，关停一次风机；然后逐渐关闭送风机动叶，以送风机动叶开度减小5％为一个阶段，记录引风机动叶自动调整时引风机的出力数据；

(4)当送风机动叶关闭至最小时，记录引风机动叶自动调节时引风机的出力数据，获得引风机工频的出力和引风机动叶开度变化之间的关系。

优选的，所述等效线性函数为总风量负荷30％以上时拟合获得。

一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制系统，包括：

控制转换模块，当引风机变频器故障跳闸后，用于将变频控制的引风机切换至工频控制，所述工频控制为引风机动叶调节；

计算模块，用于根据变频器的实时出力数据，结合变频出力等效曲线，获得引风机动叶调节出力值。

优选的，控制转化模块通过变频故障触发模块激活，变频故障触发模块用于获取引风机变频器的故障信号。

优选的，计算模块通过反馈模块获得变频器的实时出力数据。

优选的，计算模块还连接有函数确定模块，所述函数确定模块用于确定变频出力等效曲线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种火电厂单系列风机变频切工频的控制方法和系统，当引风机变频器故障跳闸后，该方法将变频控制的引风机切换至工频控制，工频控制的出力通过变频出力等效曲线获得，该方法在不导致锅炉灭火的情况下，通过本技术控制逻辑将引风机从变频工况平稳切换到工频运行工况，为火电厂的稳定运行提供可靠保障，将极大程度的提高了发电机组的可靠性和经济性。

附图说明

图1为本发明带变切工功能的引风机工频控制图；

其中，1-引风机工频出力输入模块；2-引风机工频输出模块；3-控制转换模块；4-引风机工频出力计算模块；5-引风机变频器出力反馈模块；6-变频器故障触发模块；7-函数确定模块。

图2为调整流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有常规无变频切换功能的单系列引风机控制系统中，通常仅设置有两个模块引风机工频出力输入模块1和引风机工频输出模块2，且变频运行情况下，动叶处于全开状态。变频异常调整闸后，动叶也不能联动。不能满足单系列引风机变频故障跳闸后的设备稳定运行。

实施例1

参见图1，本发明为保障单系列引风机在变频运行故障时能够顺利完成切换至工频状态运行，设置了火电厂单系列引风机变频切工频的控制系统，该系统包括：引风机工频出力输入模块1、引风机工频输出模块2、控制转换模块3、计算模块4、反馈模块5和变频故障触发模块6。控制转换模块3设置在引风机工频出力输入模块1和引风机工频输出模块2之间，控制转换模块3同时和计算模块4以及变频故障触发模块6连接，计算模块4同时和反馈模块5连接。

参见图1，正常工作情况下，控制转换模块3连通引风机工频出力输入模块1和引风机工频输出模块2，引风机工频输出模块2根据接收到的引风机工频出力输入模块输出的指令，输出工频；变频运行情况下，工频动叶处于100％全开状态。

对于单系列引风机变频故障跳闸时，变频故障触发模块6、控制转换模块3主要实现变频器异常后，能够使风机在不跳闸情况下，将动叶控制切换至稳定的控制状态。设置在原引风机工频出力输入模块1和引风机工频输出模块2之间的控制转换模块3进行切换。

具体的，变频故障触发模块6，该模块和单系列引风机变频器连接，当接收到单系列引风机变频器发出的故障信号时，激活控制转控制转换模块3完成控制切换，使得单系列引风机变频切换为工频动叶调节引风机工况。

控制转换模块3，用于实现从变频控制方式切换至工频动叶调节控制方式。具体的过程为，在变频方式故障时，屏蔽引风机工频出力1输入的100％全开指令的控制信号，同时将计算模块4计算出来的等效工况的动叶调节指令发送给风机工频输出模块2。

计算模块4，用于实时根据单系列引风机变频实际出力计算获得与工频动叶调节工况时的对应出力，通过控制转换模块3，将指令有效的发送给风机工频输出模块2。从而完成单系列引风机变频工况到工频工况的平稳切换，降低系统的故障率。该模块中设置有引风机变频工况的频率指令和引风机工频工况的调节动叶开度匹配的变频出力等效线性函数，使得当变频工况的频率指令输入后，即可直接输出工频工况的调节动叶开度。

反馈模块5，该模块和单系列引风机变频器指令连接，变频器的指令输出主要是根据炉膛负压自动调节生产，不会因为变频器故障，造成指令变化，因此该模块能够实时跟踪变频器的出力数据，同时将该数据反馈至计算模块4。

实施例2

本发明的实施例之一为公开了一种火电厂单系列引风机变频切工频的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，当系列引风机变频器故障跳闸后，引风机变频故障模块6信号触发。

步骤2，变频器故障模块6信号激活引风机控制回路中的控制转换模块3，将屏蔽模块1的指令输出。

步骤3，反馈模块5将变频器的实时出力数据(即变频器指令)反馈至计算模块4，计算模块4中通过引风机变频工况的频率指令和引风机工频工况的调节动叶开度匹配的变频出力等效线性函数，确定出当时变频工况的频率指令下对应的调节板开度，传输至控制转换模块3。

步骤4，控制转换模块3将风机出力计算模块4中的数据，快速传送至引风机工频输出模块2。使的引风机工频运行出力，迅速达到变频器跳闸前的等效出力，从而避免锅炉灭火。

实施例3

本发明的实施例之一为公开了一种上述的基于上述变频器的出力数据确定工频等效出力的方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：引风机变频器出力采集

1、在机组冷态情况下，以变频方式启动送、引风机系统。将送、引风机动叶慢慢开至90％以上，期间注意稳定炉膛负压在正常值。

2、将引风机变频器稳定在5HZ频率范围，调整送风机出力使炉膛负压稳定在正常值，将引风机频率控制投入自动调节。

3、手动增加送风机频率，慢慢以变频器指令变化5HZ为一个阶段，观察送出力(即提高系统风量)增加后，引风机变频器自动调节产生的风机出力情况，并记录每个阶段的引风机出力数据，引风机出力数据包括引风机电流、送风机电流、送风机变频指令、炉膛负压、系统总风量、引风机变频指令和一次风机调节开度。

4、将送风机变频器加到50HZ后(即送风机风量到上限)，则启动两台一次风机，并打开3台磨煤机的冷热一次动叶，保持系统通风稳定，将一次风压通过一次风机的变频器(或调节动叶)慢慢调整至额定一次风压。并记录每个阶段的引风机出力数据填入表1。

5、继续慢慢增大一次风机出力(即提高系统风量)，记录每个阶段的引风机出力数据(包括引风机电流、系统总风量、炉膛负压)。

6、一次风机出力额定后(即一次风机风量到上限)，引风机变频器未到50HZ，则慢慢关引风机动叶(此过程是为了模拟变频器达到最大出力)，直到引风机50HZ后，记录每个阶段的引风机出力数据填入表1。

步骤2：引风机工频出力采集

1、承接上面第6条，在送、引风机变频器50HZ且两台一次风机全部启动的工况下，将引风机变频器自动解除，引风机动叶投入自动，慢慢降低一次风机出力(即减小系统风量)，以一次风机动叶变化5％(或频率变化5HZ)为一个阶段，观察引风机动叶自动调节时引风机的出力情况，并记录每个阶段的引风机动叶调节出力数据填入表2，引风机动叶调节出力数据包括引风机电流、送风机电流、送风机动叶开度、炉膛负压、系统总风量、引风机动叶开度和一次风机调节开度。

表2-引风机变频工况出力采集表

2、待一次风机调节开度至5％时(即一次风机机风量减至最小)，停一次风机。慢慢关闭送风机动叶(即减小送风机风量)，以送风机动叶变化5％为一个阶段，观察引风机动叶调节时引风机的出力情况，并记录每个阶段的引风机动叶调节出力数据填入表2。

3、待送风机动叶关至5％时，即送风机风量减至最小，观察引风机动叶自动调节时引风机的出力情况，并记录每个阶段的引风机动叶调节出力数据填入表2，数据采集完成。

步骤3：引风机出力等效计算3

根据数据采集中的系统总风量、引风机电流筛选相同工况下引风机频率调节数据和引风机动叶调节的开度数据。将总风量负荷30％以上的引风机变频工况的频率指令和引风机工频工况的调节动叶开度拟合成线性函数，形成表3数据。线性函数中，引风机变频指令和引风机等效动叶开度分别为X轴和Y轴。

步骤4：输入等效出力计算数据4

将等效出力数据输入引风机控制回路4中，在引风机变频器故障时系统自动将等效出力数据送入引风机机的动叶输出。

表3-等效出力表

实施例4

函数确定模块7，用于实现实施例3中的步骤1-步骤3的计算方法，获得引风机变频工况的频率指令和引风机工频工况的调节动叶开度拟合成线性函数

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。