(812) 445-23-47(812) 445-24-76(812) 445-24-22(812) 325-21-80Отправить запрос:

Система бесперебойного питания тягодутьевых механизмов энергетического котла БКЗ 220.

Uninterruptable Motor Drive system for the boiler.

Регулирование процессов горения топлива котельных агрегатов во всех диапазонах нагрузки предполагает изменение режима «тяги» и «дутья» дутьевыми вентиляторами и дымососами. Частотно-регулируемый привод тяго-дутьевых механизмов (ТДМ) позволяет это делать наиболее экономично (с точки зрения расходов электроэнергии). Вместе с тем, применение данной технологии сдерживается высокими рисками аварийной остановки котла действием технологических защит при различных нарушениях электроснабжения.

В традиционных схемах включения приводных электродвигателей ТДМ провал напряжения или кратковременное отключение не столь опасны, т.к. с восстановлением питания двигатели продолжают нормально работать (коммутационный аппарат обычно остается во включенном положении). Большие рабочие колеса выполняют роль маховиков и не допускают резких изменений режима горения.

При использовании частотно-регулируемого привода «провал» напряжения на 15-20 % активизирует защиту преобразователя и вызывает его отключение. После «сброса» защиты преобразователь частоты инициализируется и включается в работу через несколько секунд (от 5 до 10 и более, в зависимости от типа, мощности и введенных настроек). Этого времени достаточно для остановки котла собственными защитами.

На Саровской ТЭЦ Российского Федерального ядерного центра с 2015 года эксплуатируется система частотного регулирования высоковольтных электроприводов тяго-дутьевых механизмов котла БКЗ-220-100-9 с бесперебойным питанием электродвигателей. Необходимость бесперебойного питания электроприводов ТДМ вызвана прежде всего высокой грозовой активностью в весенне-летний период, вследствие которого возникает снижение величины питающего напряжения на шинах распределительных устройств (6,3 кВ) до 50% от номинального значения. Бесперебойное питание электроприводов особенно актуально в межотопительный период, когда по условиям нагрузок в работе находится один котлоагрегат и один турбоагрегат.

Установленная мощность четырех электродвигателей тяго-дутьевых механизмов составляет 1200 кВт. (Подробнее. Автоматизация тяго-дутьевых машин котла БКЗ 220 на базе преобразователей с водяным охлаждением.)

Все электродвигатели высоковольтные.

Система частотного регулирования – «двухтрансформаторная», с преобразователями частоты на 690 В.

Все преобразователи частоты - с водяным охлаждением.

Для нормальной работы котла или его безаварийной остановки необходимо обеспечить резервное питание приводов при нарушениях электроснабжения не менее 9 секунд (времени срабатывания технологической защиты от пониженного напряжения). Система бесперебойного питания выполнена для группового электропривода с четырьмя двигателями и общей аккумуляторной батареей.

Структура СЧР тяго-дутьевых механизмов котла с бесперебойным питанием высоковольтных электроприводов.

Аккумуляторная батарея подсоединяется к приводам через два преобразователя постоянного напряжения (DC/DC- преобразователя), каждый из которых «отвечает» за группу из одного дымососа и одного вентилятора. В нормальном режиме аккумуляторы заряжаются через DC/DC- преобразователи. В аварийном режиме накопители разряжаются и питают через звено постоянного тока преобразователи частоты. Этим достигается непрерывная работа двигателей.

Комплектное устройство системы бесперебойного питания (в центре), преобразователи частоты сетевых установок (слева) и тяго-дутьевых механизмов (справа).

Щит управление системы бесперебойного питания включает внешний программируемый логический контроллер и панель оператора. Контроллер координирует работу всех элементов в штатных и нештатных режимах, управляет лечебными циклами аккумуляторов и др. Панель оператора отображает структуру системы бесперебойного питания, позволяют контролировать готовность оборудования, параметры его работы. На экран выводятся графики основных величин, текстовые сообщения о событиях и др.

С поста местного управления СБП оператор может скопировать данные переходных процессов на компьютер и внести необходимые коррективы в работу оборудования.

Главный экран поста местного управления системы бесперебойного питания. Пост местного управления системы бесперебойного питания.


DC/DC-преобразователи в составе СБП имеют два режима управления:

«Дистанционный» (управление поддерживаемым напряжением от ПЛК в составе щита управления) и «Местный» (управление выходным током заданной величины с панели управления DC/DC-преобразователя). Режим управления выбирается с помощью ключа «Мест./Дист.» на двери НКУ СБП.

Режим управления «Местный» предназначен для выполнения регламентного обслуживания аккумуляторной батареи. Штатным режимом работы является «Дистанционный». В этом режиме DC/DC-преобразователи обеспечивают на выходе напряжение поддерживающего заряда батареи. При просадке/отключении питающего напряжения и снижении напряжения объединённого звена постоянного тока ниже заданной уставки DC/DC-преобразователь автоматически переключается в режим разряда батареи для поддержания напряжения объединённого звена постоянного тока на этом уровне. При восстановлении питающего напряжения DC/DC-преобразователь возвращается в режим поддерживающего заряда батареи.

Ниже показан пример переходных процессов в системе бесперебойного питания электроприводов при переключении с сети на аккумуляторы и с аккумуляторов на сеть. При отключении «сети» напряжение в звене постоянного тока быстро снижается (Рис., левая часть), что в обычных условиях вызовет отключение преобразователя встроенной защитой. В данном случае при достижении уставки включается DC/DC преобразователь и «подпитывает» звено постоянного тока от аккумуляторной батареи. Привод продолжает работать с неизменной скоростью (выходная частота 33,5 Гц практически не изменилась).

При восстановлении основного питания напряжение в звене постоянного тока возрастает (Рис., правая часть). DC/DC преобразователь осуществляет заряд аккумуляторов и затем отключается.

Пример переходных процессов в системе бесперебойного питания при переключении с сети на аккумуляторы и с аккумуляторов на сеть.

На приведенных ниже осциллограммах зафиксировано срабатывание системы бесперебойного питания при двух провалах напряжения на вводах с промежутком в 30 секунд. Ток отрицательной полярности соответствует разряду батареи на приводы, а ток положительной полярности – заряду аккумуляторов от звена постоянного тока преобразователей частоты.

Напряжение на аккумуляторной батарее при двукратном срабатывании системы бесперебойного питания с промежутком в 30 секунд.Ток в аккумуляторной батарее при двукратном срабатывании системы бесперебойного питания с промежутком в 30 секунд.


С июля 2015 года по настоящее время система бесперебойного питания электроприводов тяго-дутьевых механизмов котла БКЗ-220-100-9 исправно работает, предотвращая нештатные и аварийные режимы технологического оборудования.