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威海某熱電廠引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)高壓變頻器改造案例

一、項(xiàng)目背景

某熱電廠2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐系統(tǒng)配置的引風(fēng)機(jī)（2臺(tái)/爐）、一次風(fēng)機(jī)（2臺(tái)/爐）、二次風(fēng)機(jī)（2臺(tái)/爐）原已安裝高壓變頻器。隨著運(yùn)行年限增加，早期投運(yùn)的變頻器面臨以下問題：

1. 設(shè)備老化：功率單元、控制系統(tǒng)等核心部件性能下降，故障率升高；

2. 技術(shù)落后：控制精度、響應(yīng)速度及效率低于當(dāng)前先進(jìn)水平；

3. 備件停產(chǎn)：老舊型號(hào)備件采購(gòu)困難，維護(hù)成本劇增；

4. 可靠性風(fēng)險(xiǎn)：存在因設(shè)備老化導(dǎo)致非停機(jī)的隱患；

5. 散熱問題：原有散熱系統(tǒng)效率降低，影響穩(wěn)定運(yùn)行。

為提升設(shè)備可靠性、降低維護(hù)成本、挖掘節(jié)能潛力并延續(xù)設(shè)備壽命，電廠決定對(duì)#1機(jī)組共計(jì)3臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)（引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)）的現(xiàn)有高壓變頻器進(jìn)行升級(jí)改造。

二、改造方案

1. 核心思路：對(duì)原有變頻器進(jìn)行深度評(píng)估與核心部件升級(jí)，而非整體更換。

2. 關(guān)鍵改造內(nèi)容：

功率單元更換/翻新：更換全部老化或性能劣化的IGBT功率模塊、電容等關(guān)鍵功率器件，使用全新的功率單元替換。

控制系統(tǒng)升級(jí)：更換為新型高性能控制器（CPU板、接口板等），提升運(yùn)算速度、控制精度和通信能力。

人機(jī)界面更新：更換為現(xiàn)代觸摸屏操作界面，提升操作便捷性和信息顯示能力。

散熱系統(tǒng)優(yōu)化：清理風(fēng)道，更換低效風(fēng)機(jī)，可能加裝輔助散熱裝置或優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計(jì)。

軟件升級(jí)：更新至最新控制算法和軟件版本，優(yōu)化調(diào)速性能及保護(hù)邏輯。

關(guān)鍵元器件更新：更換老化繼電器、接觸器、電源模塊等輔助元器件。

3. 系統(tǒng)整合：

保留原有主回路結(jié)構(gòu)及工頻旁路系統(tǒng)，確保切換可靠性。

優(yōu)化控制邏輯：利用升級(jí)后的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化變頻器與機(jī)組DCS的通信及控制性能（如響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)精度）。

完善保護(hù)：升級(jí)后的保護(hù)功能更全面、更靈敏。

兼容性測(cè)試：確保升級(jí)后的系統(tǒng)與原有電機(jī)、DCS接口完全兼容。

三、實(shí)施過程

1. 準(zhǔn)備階段：

詳細(xì)評(píng)估診斷：對(duì)每臺(tái)待改造變頻器進(jìn)行全面檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估，確定具體更換/翻新部件清單。

制定改造技術(shù)方案、采購(gòu)翻新套件或新部件、制定施工方案及安全措施。

2. 施工階段（機(jī)組檢修期進(jìn)行）：

安全隔離，拆卸變頻器柜內(nèi)待更換的舊部件（功率單元、控制器、HMI等）。

安裝翻新或新的功率單元、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面等核心部件。

優(yōu)化散熱系統(tǒng)（清理、更換風(fēng)扇、優(yōu)化風(fēng)道）。

完成所有電氣接線恢復(fù)及接地檢查。

進(jìn)行控制系統(tǒng)軟件升級(jí)和下裝。

3. 調(diào)試與投運(yùn)階段：

變頻器本體靜態(tài)測(cè)試（上電檢查、參數(shù)設(shè)置、通信測(cè)試）。

帶電機(jī)空載試轉(zhuǎn)（檢查轉(zhuǎn)向、振動(dòng)、控制響應(yīng)）。

帶負(fù)載試運(yùn)行，精細(xì)調(diào)整控制參數(shù)，優(yōu)化運(yùn)行曲線。

進(jìn)行DCS聯(lián)調(diào)，驗(yàn)證自動(dòng)控制邏輯及保護(hù)功能。

完成性能測(cè)試及驗(yàn)收（包括效率測(cè)試）。

四、改造效果

1. 可靠性顯著提升：設(shè)備故障率大幅降低，非計(jì)劃停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制。

2. 維護(hù)成本降低：備件供應(yīng)有保障，維護(hù)工作量減少。

3. 性能改善：調(diào)速范圍更寬，響應(yīng)速度更快，控制精度更高，優(yōu)化了燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)。

4. 節(jié)能效果：通過優(yōu)化控制算法和提升變頻器自身效率，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)綜合能耗進(jìn)一步降低（經(jīng)測(cè)算，在典型工況下，較改造前效率提升約3-5%）。

5. 延長(zhǎng)壽命：核心部件更新使整套變頻系統(tǒng)使用壽命延長(zhǎng)8-10年以上。

6. 操作便捷：新型HMI界面友好，信息豐富，便于監(jiān)控和維護(hù)。

五、結(jié)論

本次高壓變頻器利舊改造項(xiàng)目，通過對(duì)核心部件進(jìn)行針對(duì)性升級(jí)換代，以遠(yuǎn)低于新購(gòu)設(shè)備的投入，成功解決了老舊變頻器存在的可靠性、維護(hù)性及性能問題。改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、調(diào)節(jié)性能優(yōu)良、節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著，為同類電廠老舊高壓變頻器的升級(jí)延壽提供了成功范例。