1炉给粉系统的变频控制设计
1本文主要介绍变频器在电厂锅炉给粉控制系统中的应用情况。该电厂原先1炉给粉采用滑差控制，转速误差大、运行速度慢、调节线性差，各给粉机转速相差大；滑差电机的电磁线包易被煤粉堵塞而烧坏，运行可靠性差，严重威胁锅炉安全运行；影响主压力控制系统的投入。
鉴于上述情况，决定在1炉大修期间，将原先的8台给粉机改为变频控制，从而使改造后的锅炉控制给粉均匀，燃烧稳定，降低稳燃投油值，提高机组的安全性及经济性，有助于机组负荷深度调峰，并为下一步实现母管压力控制、组成工业计算机自动监控系统、解决多台锅炉负荷的优化分配问题、充分发挥变频调速的作用打下基础。
2系统的基本结构
如1所示， 1炉给粉系统中安装有富士变频器、调节器、相关信号变送器，以构成单闭环控制系统。它主要由8台FUJI电机变频器5000G9S-400V-3. 7kW和2台SIEM ENS 6DR2004-1A单回路过程调节器加上辅助电路组成。依据生产工艺，每组4台电机为一排，控制一层粉，为了达到给粉均匀，使煤粉燃烧达到最佳效果，将8台变频器分为两组，每个调节器调节每层4台给粉机的速度。首先调节器的输出信号经过一同步信号变送器板产生4路0～+ 10V同步转速信号，用这4路信号控制对应4台变频器实现同步拖动，从而保证燃烧质量。
这种同步调节，其输出频率的方法简单，且转速的精度与变频器的频率精度相同。
3电气系统的组成与工作原理
为了保证电厂锅炉给粉机运行的可靠性，在设计时考虑采用冗余技术，变频器采用双回路电源工作。当某一电源回路工作时，则另一电源回路作备用电源处于热备用状态。当工作电源失电或出现故障时，备用侧电源回路自动投入，按工艺技术指标要求，备用电源自投时间应小于150ms，这样应选吸合与断开时间短的中间继电器和接触器加以保证，从而在备用电源自投过程中，变频器的运行频率可基本不下降，能平稳过渡到备用电源回路上工作；其次，还可通过适当调整变频器的减速时间改善平稳过渡。另一要求是，若备用电源在自投过程中，若3s内无电，应停止自投，考虑此时变频器已经降速，不能实现平稳切换；另一考虑则是备用侧同样存在故障，此刻双电源回路均不能投入正常工作，需排除故障。双电源回路的电气原理如2所示。
电控系统的工作原理为：先假定电源Ⅰ工作，电源Ⅱ作热备用，当按下工作启动按钮1HA时， 1HJ通电闭合并自锁，此时1HD红灯亮，表示电源Ⅰ已接至变频器，处于工作状态。
初始时假定无保护动作，则1TJ通电， 1SJ也通电，其瞬时常闭触点断开，计时触点吸合（该时间继电器的计时触点为上电瞬时吸合，失电延时断开） ，由其形成双电源互锁，保证只有一侧电源处于工作状态。当正常按下工作停止按钮1TA时， 1HJ线圈失电， 1LD绿灯亮，表示电源Ⅰ已切断，但由于1TJ仍有电，其常闭触点断开， 1SJ虽失电延时动作，但不能自动切换，因这是正常手动停机。当图中保护功能起作用时，如电源失压、低压、缺相、断相、变频器报警输出，灭火保护装置报警输出等故障产生时，此时1TJ失电，主回路断开， 1HJ断开，切断电源Ⅰ与1～4变频器的连接，同时1SJ失电，其计时触点经3s后才断开，则电源Ⅱ上部经1TJ、1SJ回路使2HJ通电，假定此时电源Ⅱ方无保护动作，即2TJ吸合，则电源Ⅱ将在足够短的时间内通电吸合自保，使之处于工作状态，但当备用方某一器件损坏时， 3s内不能通电自保，则1SJ自行断开，再无法自投了，此时就需检修与更换器件。如此动作，反之亦然，两电源互相处于热备用状态。实现此功能的电源柜控制线路结构如所示。其中Ⅰ、Ⅱ两侧电源分别向电源母线送电，这样当电源Ⅰ工作时，电源Ⅱ备用；电源Ⅱ工作时，电源Ⅰ备用；并且两套回路具备手动投入切换、自动投入切换、自保、互锁等功能，充分提高了供电回路的可靠性。
4结语
本文介绍的控制方案，已成功地改造了某电厂1炉给粉控制系统。实践证明，用智能式调节器与通用变频器改造给粉系统并实现给粉机的自动控制，运行可靠，改造简单，利于节能。
在具体实施时，采用Siemens单回路调节器同步控制对应一层粉的4台变频器，以保证4台给粉机作同步速运行，这样可做到给粉均匀、波动小、燃烧稳定、明显改善了燃烧状况，减少了热损失，且Siemens调节器控制与显示直观、使用方便。另外在设计中，为了方便调试，本电气控制柜还设有手动与自动切换功能，既能联机调试，又能单机运行，并对启、停有连锁要求，操作灵活。本系统的另一特点就是充分考虑了电控系统的可靠性及设备的安全保护措施，在设计时，采用了冗余设计，用双回路电源供电，且两电源互为热备用，且能自动互锁、自动切换。
改造后的这套给粉变频调速系统自运行以来，电控系统稳定可靠，完全满足了生产要求，发挥了较强的功能，总体经济技术指标有较大提高，具有现实意义和推广价值。实践证明，它是锅炉给粉调节改造最先进选择之一。
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