应用案例|火力发电厂锅炉吹灰器控制改造方案

在传统的火力发电厂锅炉吹灰器控制中，吹灰器的电机一般采用接触器控制，在启动前进和前进到位后退时，电机直接启动，对于普通吹灰器影响不大，但对于长伸缩式吹灰器，因吹灰枪管过长，电机直接启动速度变化快，会造成枪管晃动，这种晃动会使枪管有撞击锅炉水冷壁的风险，给锅炉运行造成安全隐患。使用英威腾Goodrive200A变频器来控制吹灰器电机，可实现柔性启动，并能根据吹灰器的运行需要设置加减速时间、正反转死区时间，实现长伸缩式吹灰器平稳运行！

1.项目背景

在传统的火力发电厂锅炉吹灰器控制中，吹灰器的电机一般采用接触器控制，在启动前进和前进到位后退时，电机直接启动，这一控制方式存在着很多局限和不足，特别是对于目前1000WM机组火力发电厂锅炉使用的超过16米行程的长伸缩式吹灰器控制，启动停止及正反转切换时，电机速度突变，枪管太长造成晃动很大，严重影响安全运行。为了解决接触器控制电机的不足，拟采用变频器控制吹灰器电机来进行升级改造，使长伸缩式吹灰器能安全平稳运行，对保障火力发电厂安全发电有重要意义！

图 1 某公司锅炉吹灰控制系统示意图

图 2 某公司生产车间的长伸缩式吹灰器外形图

2.控制要求

要求针对原有接触器控制进行升级改造例进说明具体要求如 下 ：

a) 原吹灰器控制运行时晃动量约为150mm，前进到位后退瞬间晃动量约为200mm；
b) 吹灰器电机功率为2.2KW，每台锅炉有长伸缩式吹灰器约50台左右；
c) 因吹灰器同一时间只运行2台，变频器需要进行一拖多控制（一般为一拖四），每台锅炉所需要变频器20多台，集中安装在动力柜内；
d) 启动和停止加减速时间需要根据运行要求进行设置，控制晃动量120mm以内；
e) 正反转切换时需要柔性转换，死区时间能进行设置，控制晃动量100mm以内。

改造前，对原接触器控制吹灰器原理进行分析：

图 3 吹灰器本体接线示意图

2.1电机主回路

吹灰器需要前进和后退，这就需要电机能够正转和反转，通过二个接触器对电机相序进行调换，控制电机进行正反转，实现吹灰器进退伸缩运动。

图 4 普通吹灰器采用接触器控制的动力主回路

2.2变频器升级改造后的主动力回路

图5 升级后的英威腾变频器一拖多动力回路

3.英威腾 Goodrive200A 系列变频器介绍

Goodrive200A 变频器是一款高性能闭环矢量变频器，具有优异的矢量控制性能，实现转矩控制、速度控制的一体化，能满足不同客户多种应用需求。同时，Goodrive200A变频器具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电网、温度、湿度和粉尘能力，极大提高产品可靠性。主要特点有：

●产品可实现准确的参数自学习，提供优异的电机驱动性能；

●具有先进的开环矢量控制性能，良好的电压、电流控制技术；
●产品设计严格遵循IEC国标标准，并通过了CE认证测试；
●标配内置RS485通讯接口，支持Modbus通讯协议；易用的上位机软件，便于监控和调试；
●内置选配C3滤波器，可外置选配C2滤波器，EMC性能更优秀，使产品在电磁干扰场合更适用；
●30KW（含）以下变频器内置制动单元，全系列标配可进行参数拷贝的高性能键盘，极大方便客户使用和操作；
●产品支持共直流母线方案，支持直流供电模式，可提供直流、能耗、短路和磁通四种制动方式，具有简易供水、瞬时掉电不停机等多种功能，可较好地满足客户各种使用需求；
●产品为半书本型结构、独立风道设计，支持壁挂、法兰、落地安装方式，为客户提供更可靠、更经济的安装使用方式。

4.总结

Goodrive200A变频器在长伸缩式吹灰器控制中的应用，只是使用了英威腾变频器众多强大功能中的某一部分，却使吹灰器枪管晃动从200mm降低到100mm以内，极大的提高了吹灰器运行的平稳可靠性，对火力发电厂锅炉的安全运行有重大意义！目前国内的长伸缩式吹灰器普遍还采用接触器直接启动电机来控制，使用英威腾变频器来进行柔性控制，降低运行中的枪管晃动，使长伸缩式吹灰器安全平稳运行，后期进一步完善控制方案，英威腾变频器控制再配合机械设计上的改良，使安全平稳运行的长伸缩式吹灰器，能够大量运用到火力发电厂中去！