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循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一項高效低污染清潔燃煤技術(shù)。循環(huán)流化床技術(shù)是目前最成熟，并已商業(yè)化應(yīng)用的潔凈煤燃燒技術(shù)，在燃用劣質(zhì)燃料和污染物控制方面有著獨特的優(yōu)勢。國際上這項技術(shù)在電站鍋爐，工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領(lǐng)域已得到廣泛的商業(yè)應(yīng)用，并向幾十萬千瓦給規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展。國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應(yīng)用也是方興未艾。由于流化床較高的燃燒效率，且具有較經(jīng)濟的脫硫效果，在能源、環(huán)境問題日益突出的今天，已有大量的循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用投入運行或正在制造之中，可以預(yù)見，未來的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個重要時期。
循環(huán)流化床鍋爐的特點之一是風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，風(fēng)機種類多，投資高，運行電耗高。因此在循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)機上應(yīng)用變頻調(diào)速設(shè)備能夠降低機組的廠用電率，而且由于變頻器調(diào)速所具有的優(yōu)良特性，其應(yīng)用可為鍋爐機組的自動化控制打下設(shè)備基礎(chǔ)，從節(jié)能與運行管理上降低機組運行成本。

1、循環(huán)流化床機組煙風(fēng)系統(tǒng)介紹

循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室（爐膛）、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)所組成，燃料在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中完成燃燒過程，并通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮?，以加熱工質(zhì)；汽水系統(tǒng)的功能是通過受熱面吸收煙氣的熱量，完成工質(zhì)由水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝俎D(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽的過程。
循環(huán)流化床鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)（冷風(fēng)和熱風(fēng)）系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的統(tǒng)稱。循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)系統(tǒng)主要由燃燒用風(fēng)和輸送用風(fēng)兩部分組成。前者包括一次風(fēng)、二次風(fēng)、播煤風(fēng)（也稱三次風(fēng)），后者包括回料風(fēng)、石灰石輸送風(fēng)和冷卻風(fēng)等。
引風(fēng)機的作用是把燃料燃燒后所產(chǎn)生的煙氣從鍋爐中抽出，并排入大氣。
循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)是經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱過的熱空氣，主要作用是流化爐內(nèi)物料，同時提供爐膛下部密相區(qū)燃料燃燒所需要的氧量。一次風(fēng)由一次風(fēng)機供給，經(jīng)布風(fēng)板下一次風(fēng)室通過布風(fēng)板和風(fēng)帽進入爐膛。
循環(huán)流化床鍋爐的二次風(fēng)除了補充爐內(nèi)燃料燃燒所需要的氧氣并加強物料的摻混外，還能適當(dāng)調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，起到防止局部煙氣溫度過高、降低NOX排放量的作用，二次風(fēng)一般由二次風(fēng)機供給，有的鍋爐一、二次風(fēng)機共用。
循環(huán)流化床鍋爐的燃燒要求以上各風(fēng)機的風(fēng)量需要隨時調(diào)整，以保證配風(fēng)比合適以維持爐膛內(nèi)穩(wěn)定、保證鍋爐正常、高效燃燒，保證鍋爐供汽和汽輪機的發(fā)電。傳統(tǒng)設(shè)計的以上一次送風(fēng)機、二次風(fēng)機以及引風(fēng)機采用入口導(dǎo)流器（或稱擋板、風(fēng)門）開度調(diào)節(jié)的離心式風(fēng)機。由于一般設(shè)計風(fēng)量、風(fēng)壓均按要求比額定工況留有較大設(shè)計裕度，因此一般風(fēng)機、電機選型偏大，運行種又由于負荷的變化可能經(jīng)常需要調(diào)節(jié)，實際風(fēng)門開度在30%～80％，導(dǎo)致風(fēng)機經(jīng)常工作在低效區(qū)，浪費損失大量能源。另外由于風(fēng)門調(diào)節(jié)的風(fēng)量線性度不好，在進行風(fēng)門開度調(diào)節(jié)時經(jīng)常出現(xiàn)開度變化不大但風(fēng)量變化很大的情況，要實現(xiàn)風(fēng)量精確配比要求的自動燃燒的很難實現(xiàn)，影響循環(huán)流化床鍋爐的運行效率與運行管理水平。
我公司ZINVERT型高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有在國內(nèi)多個循環(huán)流化床鍋爐的各種風(fēng)機成功應(yīng)用的經(jīng)驗，節(jié)約了機組運行時輔機大量的廠用電，還有些循環(huán)流化床鍋爐已實現(xiàn)了全自動燃燒。

2、改造項目介紹之一

2.1用戶簡介
東莞德永佳紡織制衣有限公司位于廣東省東莞市，是香港上市公司——德永佳集團在國內(nèi)的主要生產(chǎn)基地。公司占地面積約1000畝，注冊資金12.3億港元，投資總額24億多港元，在職員工近萬人，是全球最大的針織布生產(chǎn)商之一。公司現(xiàn)有紡紗廠、織廠、染布廠、染紗廠等四個生產(chǎn)廠以及獨立的研究開發(fā)部、品質(zhì)檢定室等部門，產(chǎn)品主要有針織用胚紗、色紗、針織胚布、色布，產(chǎn)品全部外銷，其中近70%銷往歐美國家和地區(qū)，近30%銷往亞洲其它國家和地區(qū)，主要客戶為POLO、NIKE、ADIDAS、GAP、NEXT、BALENO等國際著名品牌服裝制造商。
東莞德永佳紡織制衣有限公司自備熱電站的共有六臺機組，其中#1～#4機組采用75t/h循環(huán)流化床鍋爐，＃5、＃6機組采用130t/h循環(huán)流化床鍋爐。

2.2改造項目工況介紹
對該廠熱電站循環(huán)流化床鍋爐機組風(fēng)機的變頻調(diào)速改造已進行兩期，一期工程為對＃1機組的75t/h鍋爐的引風(fēng)機450kW/10kV電動機采用ZINVERT-A9H630/10Y進行變頻改造，后系統(tǒng)運行穩(wěn)定、節(jié)能效果顯著；該廠在設(shè)備安全穩(wěn)定運行半年多后追加續(xù)購四套變頻器，為新建的＃6機組13075t/h鍋爐的一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、引風(fēng)機都配備了變頻器。表1為風(fēng)機在變頻改造前或采用工頻運行時，調(diào)節(jié)風(fēng)門工作時的運行工況：


2.3項目改造方案
改造前：原系統(tǒng)10KV高壓開關(guān)柜至電機，電機與風(fēng)機直接連接，通過風(fēng)門擋板的開度來調(diào)節(jié)流量。
改造后：系統(tǒng)10KV高壓開關(guān)柜至ZINVERT變頻器，ZINVERT變頻器與電機相連，通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，如圖一所示，此時電機與風(fēng)機間不用做任何改動，且變頻調(diào)節(jié)時風(fēng)門檔板可全開。


利用DCS控制系統(tǒng)的預(yù)留點，設(shè)計高壓變頻改造控制、運行監(jiān)視系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)輸出 4－20mA電流信號控制Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的運行頻率， Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)反饋4－20mA電流信號指示Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出頻率，控制電機的運行轉(zhuǎn)速。Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)同時接收DCS控制系統(tǒng)的啟動、停止、急停、復(fù)歸控制信號，調(diào)整運行狀態(tài)。
當(dāng)Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)輸出故障停機和報警信息，用于提示用戶啟動故障處理措施，同時Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)將信號發(fā)送給DCS，在DCS系統(tǒng)上顯示故障，及時的排除故障。
為保證Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)操作的安全性，需從改造電機的進線開關(guān)柜把斷路器（或接觸器）的狀態(tài)信號接入Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，并且Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的允許上電信號串入開關(guān)柜斷路器的合閘回路，Zinvert輸出的故障跳閘信號接入斷路器的分閘回路，當(dāng)出現(xiàn)嚴重故障時及時跳開斷路器保護Zinvert智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)及電機。


2.4改造節(jié)能效果
2.4.1 在75t/h循環(huán)流化床鍋爐引風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果
試驗條件：#1鍋爐引風(fēng)機變頻運行， #2，＃4鍋爐引風(fēng)機工頻運行，記錄供氣量和引風(fēng)機用電。
試驗方式：從2005年9月21日0時至2005年9月29日23時，每小時記錄3臺爐的引風(fēng)機累計有功電度、電流、功率、供汽量、累計供汽量，對數(shù)據(jù)進行比較。最終的統(tǒng)計記錄如表2。


從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，#1引風(fēng)機變頻改造與#2爐相比噸供汽量引風(fēng)機節(jié)電率達61.3%，與#4爐相比噸供汽量引風(fēng)機節(jié)電率達60.5%，平均節(jié)電率可達60.9%。
2.4.2 在130t/h循環(huán)流化床鍋爐引風(fēng)機變頻改造節(jié)能效果
試驗條件：#6爐130t/h循環(huán)流化床鍋爐，風(fēng)機系統(tǒng)配置：兩臺280kW引風(fēng)機，560kW一次送風(fēng)機，250kW二次風(fēng)機，全部配置高壓變頻器調(diào)節(jié)。#5爐130t/h循環(huán)流化床鍋爐，風(fēng)機系統(tǒng)配置：兩臺355kW引風(fēng)機配液耦調(diào)節(jié)，710kW一次送風(fēng)機風(fēng)門調(diào)節(jié)，315kW二次風(fēng)機配液耦調(diào)節(jié)。
試驗方式：兩臺爐正常運行，#6爐從2006年5月29日22：00至6月1日15：00進行數(shù)據(jù)記錄；#5爐從2006年5月29日17：00至5月31日23：00進行數(shù)據(jù)記錄。最終的統(tǒng)計記錄如表3。


按輸入功率計算，風(fēng)機系統(tǒng)整體節(jié)能率：38.507％；
按累計電度計算，風(fēng)機系統(tǒng)整體節(jié)能率：42.826％。