火电厂汽电双驱引风机控制浅析

0 前言

1 000 MW超临界及超超临界发电机组是目前大型的火电机组，机组配置的八大风机是目前塔式锅炉比较普遍的配置，其作为电厂主要的耗电设备，有必要将引风机改造为低耗能设备，或者将引风机改为用蒸汽驱动的技术，将大幅降低发电厂的厂用电率，从而降低企业的发电成本。

随着工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，防治大气污染的压力继续加大。中国承诺在2030年前，CO

的排放不再增长，达到峰值后将逐年下降。2021年10月24日，中共中央、国务院发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》。到2030年，经济社会发展全面绿色转型将取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，利用市场机制控制和减少温室气体排放、推动绿色低碳发展的重大制度创新。

目前，降低引风机耗能的途径主要为将电机改为变频控制，将静叶可调式轴流风机改为动叶可调式轴流风机，以及改用汽轮机驱动技术等方法都是比较好的技术路线。从整体效益考虑，采用汽轮机代替电动机驱动引风机方案，通过转速调节风量，风机的转速则可通过进入汽轮机的蒸汽量进行调节，可以实现类似给水泵汽轮机模式的调节运行方式，通过汽轮机驱动引风机的技术路线将是目前最高效、最可行的方法。提高部分负荷风机效率的同时可以大幅节约厂用电，带来显著的经济和环保效益。

1 汽动-电动双驱引风机技术简介

选择汽动-电动双驱引风机方案的汽轮机汽源要保证机组在一定的负荷范围，机组刚启动时，没有足够的汽源驱动汽轮机，达到一定负荷后才有足够的汽源用于驱动。汽轮机汽源一般可选冷段、热段、锅炉一级再热器出口蒸汽等。背压式汽动引风机设备系统按轴系布置依次为：背压式汽轮机(变转速)→定速比齿轮箱→引风机

。目前该技术已在国家能源集团宿迁电厂、华能金陵电厂中运用，运行效果良好。

图1所示为单相PWM整流的拓扑图,Un和In分别为电路交流侧的电压和电流,Rn为线路电感,Ln为交流侧电流,Udc为直流侧电压,C2为直流侧储能电容,单相PWM整流电路主要通过将交流能量通过IGBT的开关状态转换成直流能量,通过调整不同开关状态的持续时间,可以控制直流侧电压的大小,同时保证交流侧的输入电压和输入电流为同相位,保证单位功率因数的能量传输。

应用该节能新技术，配套背压式汽轮机，利用汽轮机驱动引风机及异步电机，进汽调节阀全开，采用异步电机调节轴功率替代汽轮机进汽调阀节流调节，无节流损失，提高了汽轮机的运行效率，使其始终在高效区运行。同时采用动叶可调引风机方案，定速比齿轮箱的传动效率也远高于调速齿轮箱，提高设备在低负荷工况的运行经济性。另外，采用异步电机对外做功，可降低厂用电率，提高供电效益。

下一步建设重点是对南山片区乡村旅游公路提档升级,建立乡村旅游公路体系,道路成环,分段引导。如图7,建议南山片区中X104砖桥线、金牛路建设绿道与X002串联成环线A;青山路进行道路拓宽,与X002及S241形成环线B。

《基本护理技术》的课程设计的思路是：首先成立课程设计小组，然后进行市场调研，在此基础上明确专业培养目标，并确定本课程定位和思路，接着制定课程标准，建设本课程。课程设计小组由护理实践专家、行业主管、职业教育专家和在职教师构成。

启动时，异步电机直接带动引风机工作，汽轮机和异步电机经离合器分离。机组启动后，汽轮机在蒸汽作用下完成暖机，汽轮机达到离合器设定转速时，离合器自动使汽轮机与异步电机啮合，由汽轮机带异步电机和引风机运行，异步电机转为发电机运行状态。

本文选用紧凑拉伸试样进行I型断裂试验，按照GB/T 21143-2014标准[11]设计试样结构尺寸，见图2所示。初始裂纹通过线切割方法垂直于材料的轧制方向预制而成，之后采用高频疲劳试验机(Zwick HFP 5100型)进行疲劳裂纹扩展预制得到尖锐裂纹。

动叶可调引风机的风叶为可调节，通过调节叶片的开合大小以调节风机的工况。在同样的进汽量下，动调引风机由于汽轮机向异步电机传递的功率较高，同时定速比齿轮箱的传动效率也远高于调速齿轮箱，使用异步电机的输入功率较高，对应输出的电量则会增加，这部分电量并入厂用电网中，降低了厂用电率。

2 汽电双驱控制方案分析

“汽电双驱”引风机采用“背压式汽轮机+定速比齿轮箱+异步电机+动调风机”的配置，控制方案如下：

1）启动阶段，小汽机与系统解列，引风机由异步电机驱动。

2)当机组运行至最低稳燃负荷以上，汽源参数满足设计条件时，由进汽调阀控制汽轮机暖机冲转至额定转速，通过可离合定速比齿轮箱接入系统(离合器啮合过程由机械装置自动完成）

。

3)确认离合器成功啮合后，进汽调节阀以一定速率升至全开，汽轮机滑压运行，系统过渡到正常运行状态。此时，整个轴系上的功率由异步电机来平衡，转速也由于异步电机的存在被控制在同步转速附近。

4)动调风机控制方式与常规纯电动方案一致，根据炉膛压力控制调节动叶开度，改变风机出力。

对于异常工况：

1)如发生汽轮机跳闸，汽轮机转速下降，自动与系统脱开，风机由电机单独驱动。

2)如发生电机跳闸，则可投汽轮机转速调阀控制，维持汽轮机转速，如汽轮机超速，则连锁停整台汽电双驱引风机机组，并触发系统RB动作。

3)如异步电机发电功率超过电机额定功率，则投汽轮机调阀控制，限制汽轮机输出功率。

3 引风机的运行与停止控制逻辑设计

3.1 正常启动运行过程控制逻辑简述

整个设备系统按轴系布置，依次为：汽轮机→定速比齿轮箱（可离合）→电动/发电机（异步）→引风机（见图1）。

电双驱异步电动机启动，由电动机带动风机升速到风机额定转速以上。

汽电双驱引风机停止信号将用于进行如下条件的判定：MFT 2台引风机全停跳闸；引风机RB；自然强制通风逻辑。

1)汽轮机工作蒸汽（或辅助蒸汽）投入，满足挂闸条件，开启汽轮机速关阀（主汽门)。

2)汽轮机投入转速自动，通过转速PID控制进汽调阀，汽轮机通过调阀控制转速，经暖机过程，转速稳定在汽轮机额定转速(处于转速控制模式）。

投入异步电动机控制：当离合器进入啮合状态或手动进入阀控模式，控制模式转为阀控，调阀以一定速率开启，直到100%的开度。在此过程中，变速离合器使汽轮机和异步电机自动啮合，离合器啮合开关动作。汽轮机在阀控方式下，由操作人员操作阀门“增、减”键改变阀位。

1）纯电驱状态

判断条件（AND）：变速离合器不在啮合状态，汽电双驱引风机电气运行信号（引风机开关合闸）。

全面论证课程体系与专业定位的支撑关系，有计划地组织编写特点比较突出的教材，并将专业前沿知识、教师研究成果进而应用技术推广补充进教学内容的讲义及实验指导书中。

2）汽电混驱状态

·引风机油站任一油泵运行且1A引风机油压力合适；

3）汽驱发电状态

判断条件（AND）：变速离合器在啮合状态，且汽轮机转速大于等于设定转速（判定设置死区），电机在运行状态（引风机开关合闸），电机有输出功率。

4）纯汽驱状态

判断条件（AND）：变速离合器在啮合状态，且汽轮机转速大于等于设定转速，电机停运信号（电机分闸）。

5）汽电双驱引风机停止状态

症状：玉米苗期缺磷，即使后期供给充足的磷也难以弥补早期缺磷的不良影响。苗期缺磷时，根系发育差，玉米苗生长缓慢。5叶期后明显出现缺磷症状如叶片呈紫红色、叶尖紫色、叶缘卷曲，这是由于碳元素代谢在缺磷时受到破坏，糖分在叶中积累，形成花青素的结果。但是，叶上的这种症状也可能因虫害、冷害和涝害而引起，所以要作全面分析。缺磷还使花丝抽出速度缓慢，影响授粉，并且果穗卷缩，穗行不齐，子粒不饱满，出现秃顶现象，成熟延迟。

判断条件（AND）：电动机停运信号（引风机开关分闸），汽轮机跳闸。

(2)祥子昏昏沉沉的睡了两昼夜，虎妞着了慌。到娘娘庙，她求了个神方：一点香灰之外，还有两三味草药。给他灌下去，他的确睁开眼看了看，可是待了一会儿又睡着了，嘴里唧唧咕咕的不晓得说了些什么。虎妞这才想起去请大夫。扎了两针，服了剂药，他清醒过来，一睁眼便问：“还下雨吗？(老舍《骆驼祥子》)

(2)外部融资举步维艰。目前世界范围内，外部融资的主要方式有银行贷款、上市融资和发行债券等三种方法，但是在目前中国的金融体制和背景之下，企业债券发行制度和债券市场都还非常不完善，因此就中国企业而言，外部融资的主要渠道就是银行贷款和上市融资两种。然而结合小微企业自身的现状，小微企业希望通过外部方式进行融资同样面临着不小的困难。

操作方式：

·引风机电机前轴承振动X、Y向均正常；

2）保护停

3）顺控启停

3.学生在课堂中学习了一些有趣事实之后，通过Brainstorm的形式让学生总结可以表达情感和观点的形容词，学生给出的词汇非常丰富。

电机启动允许条件（AND）：

·引风机切换开关远控位置；

·引风机电动机无异常报警；

·引风机无保护动作；

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·引风机的风机轴承温度正常;

·引风机电机轴承温度(电机侧)正常；

·引风机电机轴承温度(风机侧)正常；

·引风机电机定子线圈温度正常；

·引风机轴承振动X、Y向均正常;

1）手动启停

·引风机电机后轴承振动X、Y向均正常；

·引风机任一冷却风机运行；

判断条件（AND）：变速离合器在啮合状态，且汽轮机转速达到设定转速，电机在运行状态（引风机开关合闸），电机无输出功率。

·引风机液压油压力正常；

·引风机润滑油流量正常；

·无脱硫至MFT综合跳闸信号。

·引风机风机轴承温度超温；

·引风机前端电机轴承温度超温；

·引风机后端电机轴承温度超温；

·引风机电机绕组温度超温；

·引风机轴承振动X向超高，且Y向轴振高；

·引风机轴承振动X向高，且Y向轴振超高；

·引风机电机前轴承X向超高，且前轴承Y向轴振高；

·引风机电机前轴承Y向超高，且前轴承X向轴振高；

药剂掺量对高黏粒含量废浆渗透性和真空固结特性的影响······························武亚军 顾赛帅 卢立海 强小兵 骆嘉成 (4,617)

·引风机电气侧保护跳闸条件存在。

·引风机电机后轴承Y向超高，且后轴承X向轴振高；

专职队伍不断精壮，培育活力。省公司设置专职纪委书记，监察部专职纪检人员从2016年年初的5人扩充到14人，每个市州分公司都有3～4名专职纪检人员， 6个较大的县分公司配备了专职人员，其他县分公司均配备了兼职人员。

·引风机失去润滑油：

本侧风机2台油泵均停，增加压力判断；

·炉膛压力低;

中国文明自信演进逻辑的力量源于持续不断的文明形态。优秀传统文化是一个国家或民族的继承和发展的根基所在。如果把这个根基丢失了，那将会切断民族的精神生命线。世界古代几大文明中，只有中国文明自有文字以来从未断流过，是世界上最古老且持续时间最长的文明形态，其孕育的中华优秀传统文化是中国特色社会主义的血脉源流。

·炉膛压力低，若A送风机停止，跳A引风机，A送风机运行，则跳B引风机；

·同侧空预器停运，且另一侧引风机在运行；

·同侧送风机跳闸,且另一侧引风机1B在运行；

·两侧空气预热器全部停运；

·引风机运行,引风机进口挡板全关且全开取非；

·引风机运行,引风机出口挡板全关且全开取非；

·引风机电机后轴承X向超高，且后轴承Y向轴振高；

1）异步电动发电机甩负荷工况

判定条件：汽驱发电状态时，发生异步发电机的甩负荷信号。对应逻辑动作：汽轮机进汽调阀指令超驰为35%，等待汽轮机转速低于设定转速时，投入转速自动，目标值为额定转速。

2）汽轮机跳闸转电动机驱动工况

判定条件：汽驱发电及汽电混驱状态时，汽轮机跳闸（电机开关必须处于合闸状态）。增加汽轮机跳闸的RB逻辑，目标负荷为90%额定负荷，具体总风量及负荷定值由现场确定。

3）汽电混驱电机跳闸工况

判定条件：汽电混驱状态时，发生异步发电机跳闸信号。对应动作：汽轮机跳闸。轴系低速轴侧出现跳闸信号，轴系跳闸；轴系高速轴侧出现跳闸信号，汽轮机解列。

4 引风机至汽轮机控制逻辑设计

4.1 引风机至汽轮机DCS停机条件

·引风机跳闸条件存在；

·引风机汽轮机前轴承金属温度超温；

·引风机汽轮机后轴承金属温度超温；

·汽轮机齿轮箱输出轴前轴承金属温度超温。

4.2 MEH跳汽轮机

·手动画面停机；

·转速故障跳闸；

·引风机汽轮机进汽温度高：

·引风机汽轮机进汽温度超温。

4.3 引风机汽轮机跳引风机条件（OR）：

·引风机汽轮机电超速；

·引风机汽轮机润滑油母管压力超低；

·引风机汽轮机排汽压力高；

·引风机汽轮机转子轴向位移超高；

·引风机汽轮机前轴承振动超高；

·引风机汽轮机后轴承振动超高；

·引风机汽轮机齿轮箱高速轴承振动超高；

·引风机汽轮机齿轮箱低速轴承振动超高；

·MFT动作至引风机汽轮机；

·引风机汽轮机进汽压力超高；

·引风机汽轮机轴瓦温度超高。

4.4 汽轮机组运行方式

汽轮机组运行方式可以采用定参数启动，也可以采用滑参数启动。定参数启动是指从冲转到机组带额定负荷的整个启动过程中，汽轮机主汽门前的蒸汽压力、温度始终为规定的额定值。定参数启动一般仅用于母管制的机组。采用滑参数启动时，启动初始阶段，用压力较低且有一定过热度的蒸汽冲转汽轮机，逐渐提升新蒸汽压力温度直至达到额定值。滑参数启动具有以下优点：

1)滑参数启动汽轮机和锅炉的启动过程相互重叠，启动时间短，启动过程中能量损耗较少；

2)滑参数启动中，蒸汽与金属表面的温差和换热系数较小，对零件的热冲击较小，容易控制金属温升速度；

3)滑参数启动还可以减少汽水损失和热能损失，具有较好的热经济性。

汽轮机冲转与升速过程应快速通过一阶临界转速，汽轮机转速升高后，注意润滑油温度，通过温控阀或冷却水量来调节冷油器出口油温，汽轮机和减速箱轴承进口处应该保持润滑油油温的恒定。

汽轮机冲转与升速过程中也需注意被驱动的引风机运行情况。

5 结束语

汽轮机最大功率的选择，依据引风机在最大阻力时的负载并留有一定的裕量。在选择异步电动机时，应该考虑到保证在汽轮机解列的情况下，异步电机能够在BMCR及以下工况独立驱动引风机。

同时需要指出的是，进汽源的供应，应基于汽轮机的选型，提供合适的供汽压力、温度、流量、背压等，并能满足不同负荷段时的供应品质。以确保汽轮机运行时的稳定、高效率。

[1]祝建飞.1 000 MW级火电机组汽电双驱引风机控制逻辑方案.

[2]上海电气集团.三相异步电动机使用维护说明书.