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摘要 论述应用交流变频调速装置对火电厂输煤系统原设计调速方案进行改造的必要性，并结合实际介绍具体的 改造方法。
关键词 变频调速；输煤系统；改造；叶轮给煤机；螺旋卸车机
1 引言
在火力发电厂输煤系统中，各皮带运行负荷的变化，取决于给配煤设备输入输出功率的调节，即对给配煤设备的电动机转速进行调节，我厂输煤系统是通过对叶轮给煤机的叶轮主电机进行调速来实现负荷调整的。目前，我国绝大多数电厂输煤系统的叶轮给煤机原设计调速方法是采用滑差电机进行调速的，相关的卸煤设备如：卸车机的起升是使用绕线式异步电机转子串电阻的方法来调速的。这些类型的调速方法因故障频繁、耗能高、维护强度大、备品消耗增长，已严重影响着设备安全运行，也影响着设备自动化的提高。采用变频器调速后，可全部解决其存在的问题，可进一步提高设备的可靠性和自动化水平，特别是减轻维护强度、节约维护费用效益明显。
2 原调速系统在应用中的问题
2.1给配煤设备系统
火电厂输煤系统的给煤机采用叶轮给煤机或振动给料机（我厂使用为叶轮给煤机）。叶轮给煤机通过设备的轨道前后行走和拨煤叶轮的转动，将卸煤沟两侧的原煤拨到煤沟输煤皮带上，叶轮给煤机的转速调节设备采用滑差电机，在实际运行中存在以下问题。
（1）滑差离合稳定性差，体积庞大，电控线路复杂，控制系统调试频繁，维护检修工作量大。
（2）滑差电机磁藕合损失大，易发热，耗电高，效率低。
（3）叶轮给煤机工作环境粉尘多，易发生转差离合器被粉尘填塞，卡死现象，故障率高，影响输煤系统的可靠运行。
上述问题已对输煤系统的正常运行造成影响，根据我厂三年(1998年 、 1999年 、.2000年)来叶轮给煤机故障情况统计65%缺陷为调速系统故障，因此滑差电机的调速已不能适应输煤安全经济运行的需要。
2.2 卸储煤设备系统
火电厂卸煤设备采用翻车机、螺旋卸车机，储煤设备采用斗轮机。下面主阐卸车机的起升工作情况。卸车机的两套螺旋升降是使用饶线式异步电机转子串接电阻方法来调速，用凸轮控制器直接控制电动机转子串接电阻的阻值，这种方式存在以下缺点：
（1）控制电路复杂，故障率高，维修工作量大，维修费用高。
（2）由于是有极调速，升降开始和停止过程冲击严重，容易损坏设备，降低设备使用寿命。
（3）电动机低速运行时，转子回路的外接电阻消耗大量的能量，电动机的效率低。
3 交流变频调速装置在输煤系统中的应用
交流变频调速技术是80年代迅速发展起来的一种新型的电力传动调速技术，近几年来使用更为普遍，变频调速装置是电力电子、微电子技术、控制技术高速发展的产物，它具有体积小，重量轻，通用性强，工艺先进，保护功能完善，设计思想丰富，可靠性能高、操作使用简便等优点，变频调速装置用与交流异步电机调速，其性能胜过其他任何一种分流调速方式，且其结构简单，稳定可靠，调速范围广，机械特性硬，精度高，节能显著。因此将变频调速装置应用与电厂输煤系统是解决原系统所存在问题、提高系统运行可靠性、节能、降耗、增效的较佳方案。
3.1给配煤系统的变频调速
在给配煤系统中的叶轮给煤机上采用变频调速装置进行变频调速取代滑差电机调速，不仅能很好地解决原来所存在的问题，且在调速范围、启动特性、动态特性、调节精度、输出特性、经济指标等各方面都有较大好处。系统改造方案简单，调试容易。具体实施起来有保留与不保留原电磁调速电机两种方案。
（1）利用原电磁调速电机变频调速方案
电磁调速电机实际上是鼠笼机----电磁转差离合器----测速电机三位一体，其定子机座的几何尺寸与一般鼠笼机同在结构上也不可将电磁转差离合器部分单独卸去。因此如改用一般鼠笼机，将会涉及到电机的土建基础改动，测速机的重新安装以及电机与机械间的传动配合等问题，增加了系统改造的工作量，延长了工期。如利用原电磁调速电机，而将励磁部分去掉，将转差离合器机械钢性连接起来，则可直接利用原鼠笼机与测速机，且无需改动机械部分。控制系统也完全可利用原系统的过程控制装置，只需将变频器接入主电路中，将系统转速调节器输出的转速控制信号（4-20MA）接入变频器的控制端口，再结合系统的运行参数进行调试，变频器部分的调试也只需在变频器面板上操作，设定相应的参数即可，从而使系统调试的工作量大为减少。
（2）更换电机的调速方案
以原来电磁调速电机作为变频电机，虽然给系统的改造带来很大的便利，但系统的惯性较大，对调速系统的快速性与稳定性有影响，且调速电机转子轴承其固有的密封性不好将造成较大的检修工作量。为此需用鼠笼机更换原电磁调速电机，并设置相应的转速检测，反馈装置，以构成转速调环 （调节系统，获得满意的动静态特性。此改造方案的工作量较大，需机械、电气专业人员共同进行，虽然费用略高，但可靠性高。我厂输煤系统分别在九九年和二00年已成功改造二台（22KW）。即在一切工作准备就绪后，在十二个小时内足可以完成改造，在这十二个小时内，利用输煤备用系统条件不会影响系统出力，且在设计上不需设置相应的转速检测、反馈装置，设置为开环运行方式，足可以满足运行条件，我厂使用二年来从未出现过故障。
3.2卸储系统的变频调速
卸车机的起升和行走在启动和停止时，均有较大的冲击和不稳定，利用变频器即可解决。变频器设有加/减速时间设定功能，假定频率设定不变，在启动和停止时给定值是阶跃变化的（见图）， 而输出功率是线性变化的，频率增加和减少的速度（即加/减时间）可以由使用者设定，由于频率可以连续无极调节和上述的加/减速控制功能，卸车机起升，行走的运行速度可以无限平滑调节，基本上避免了设备的冲击和埙坏。将卸车机的起升系统和行走系统改造为变频调速也较为简便。仍然使用原饶线式电机，只需将饶线式转子内部短接，去掉原电阻箱，取消凸轮控制器和有关接触器，变频器加装在主回路上，用外加的0-+-10V电压或4-20MA电流信号来控制起升频率和行走频率。电动机的启动、停止和正反转可以用变频器外部触点信号来控制。我厂在2000年改造完的#3卸车机中起升和行走结合实际加装了变频装置。由于变频器的可靠性是非常高的，改造后控制系统故障率大为减少，延长了设备使用寿命，减少了维护工作量。
上述改造也可适用于翻车机或斗轮机的回转系统中，它可以避免回转运行中的特大惯性给机体带来的设备严重损坏，效益更为明显。
4 结束语
将交流变频调速应用于电厂输煤系统可以取得显著的社会效益和经济效益，有利于整个输煤系统的安全生产，是设备的运行方式更趋合理，设备自动化程度、控制水平进一步提高，虽然交流变频调速使一次性投资增加，但它所带来的回报是巨大的、长期的，在已建成的火力发电厂中应大力推广应用，同时，在设计改造新厂时，也应选用。
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变频器 | 用户分类:
变频器在电厂的应用 | 来源:
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