專利名稱：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器用的回轉(zhuǎn)式空 氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)。本實用新型適用于中心驅(qū)動的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器和圍帶傳動 的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。 背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子，在電站鍋爐從點 火到停爐的整個運(yùn)行周期中，一直以轉(zhuǎn)速NH(額定轉(zhuǎn)速)運(yùn)行。 有一些回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的驅(qū)動電機(jī)配有變頻電源，但變頻電源僅作為軟啟 動裝置，用于降低回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器啟動過程中的角加速度以降低所必需的啟動力矩。

發(fā)明內(nèi)容 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)由帶有控制接口的變頻電源(3)、入口開關(guān) (1)、旁路開關(guān)(2)、驅(qū)動電機(jī)(4)、減速機(jī)(5)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子(6) 、DCS控制柜(7)、 DCS操作員站(8)組成，在電站鍋爐整個運(yùn)行周期中，受DCS控制柜(7)控制，帶有控制接口 的變頻電源(3)改變頻率，驅(qū)動電機(jī)(4)變速，經(jīng)減速機(jī)(5)減速使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn) 子(6)的轉(zhuǎn)速在0. 05NH至NH區(qū)間變化，無級可控。 本實用新型提供了一種在電站鍋爐運(yùn)行中智能控制回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 的方法，以優(yōu)化回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的換熱能力使之與電站鍋爐負(fù)荷、工況相匹配的技術(shù)方案。 本實用新型可用于對現(xiàn)有技術(shù)的電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行改造，也可用于 設(shè)計新一代的電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。本實用新型既適用于中心驅(qū)動的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù) 熱器，也適用于圍帶傳動的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。 對使用液力耦合器的圍帶傳動的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，如果該液力耦合器有足夠大 的調(diào)速范圍和良好的低速扭矩特性，再配置帶有控制接口的電動或者氣動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可 以實施本實用新型，如圖2所示，同屬本實用新型保護(hù)范圍。 采用本實用新型的效益在于 參在鍋爐設(shè)計階段，可以選擇相對采用現(xiàn)有技術(shù)，更低的鍋爐額定負(fù)荷下的排煙
溫度，提高鍋爐的設(shè)計效率。而不必?fù)?dān)心鍋爐低負(fù)荷工況下在空氣預(yù)熱器的中、低溫受熱面 發(fā)生嚴(yán)重的積灰與腐蝕。 參可以降低配選擇性脫硝裝置的空氣預(yù)熱器的制造、改造成本。 參可以對現(xiàn)役的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行技術(shù)改造，提高其抗堵灰、抗腐蝕的能力，
有效延長預(yù)熱器的傳熱元件的使用壽命。 參可以改善預(yù)熱器吹灰器的吹灰效果，防止預(yù)熱器受熱面壓降過度升高，從而降
低預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)。 參排煙溫度長周期平均值最低，提高電站鍋爐運(yùn)行效率。 參可以降低回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的驅(qū)動功耗。 參可以延長回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子主軸承的使用壽命。 參可以減少回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的攜帶漏風(fēng)。[0017] 參與熱風(fēng)再循環(huán)相比，減小送風(fēng)機(jī)流量，可以顯著降低送風(fēng)機(jī)電耗且可控性好。 參與暖風(fēng)器相比，無低壓蒸汽消耗，無暖風(fēng)器風(fēng)壓降，可以顯著降低能耗且可控性好。


圖1回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖1中未標(biāo)出轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、差壓傳感器等及其信號電纜，以避免系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖過于繁雜。 4驅(qū)動電機(jī)、5減速機(jī)、6回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子之間的連線表示機(jī)械連接關(guān)系。 圖2使用帶有控制接口的液力耦合器的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)圖 圖2中未標(biāo)出轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、差壓傳感器等及其信號電纜，以避免系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖過于繁雜。 4驅(qū)動電機(jī)、9帶有控制接口的液力耦合器、5減速機(jī)、6回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子之
間的連線表示機(jī)械連接關(guān)系。 在圖1 、圖2中的附圖標(biāo)記 1入口開關(guān)2旁路開關(guān) 3帶有控制接口的變頻電源 4驅(qū)動電機(jī)5減速機(jī) 6回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子 7DCS控制柜 8DCS操作員站 9帶有控制接口的液力耦合器 具體實施方式
本實用新型可用于對現(xiàn)有技術(shù)的電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器進(jìn)行改造，也可用于 設(shè)計新一代的電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。本具體實施方式
以對現(xiàn)有技術(shù)的電站鍋爐回轉(zhuǎn) 式空氣預(yù)熱器進(jìn)行改造為例。 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)由帶有控制接口的變頻電源(3)、入口開關(guān) (1)、旁路開關(guān)(2)、驅(qū)動電機(jī)(4)、減速機(jī)(5)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子(6) 、DCS控制柜(7)、 DCS操作員站(8)組成，在電站鍋爐整個運(yùn)行周期中，受DCS控制柜(7)控制，帶有控制接口 的變頻電源(3)改變頻率，驅(qū)動電機(jī)(4)變速，經(jīng)減速機(jī)(5)減速使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn) 子(6)的轉(zhuǎn)速在0. 05NH至NH區(qū)間變化，無級可控。 驅(qū)動電機(jī)(4)、減速機(jī)(5)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子(6)為現(xiàn)有技術(shù)的電站鍋爐回 轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器已有部件。 帶有控制接口的變頻電源(3)異常時，帶有控制接口的變頻電源(3)出系，旁路開 關(guān)(2)自動投入，以保證電站鍋爐的安全運(yùn)行。 本實用新型專利采用的帶控制接口的變頻電源(3)具有矢量控制特性或直接轉(zhuǎn) 矩控制特性，配有冷卻風(fēng)扇，以獲得必要的啟動轉(zhuǎn)矩，在低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩條件下，長周期安全 運(yùn)行。變頻電源所帶的轉(zhuǎn)速控制接口可以是模擬量接口 (如4—20mA、0J0V)，也可以是數(shù) 字接口 (如RS485、DeviceNet、Profibus-DP、Modbus、CAN、SIM0LINK)或者同時具有2類接 □。 在DCS控制柜(7) 、 DCS操作員站(8)硬件、軟件擴(kuò)展有以下模塊 a.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子角加速度測量和顯示模塊。[0037] 由接近開關(guān)、脈沖整型電路、恒頻脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、計算顯示單元、變頻電源輸 出頻率顯示單元組成。 b.空氣預(yù)熱器進(jìn)、出口煙溫測量和顯示模塊。 空氣預(yù)熱器進(jìn)口煙溫和排煙溫度可以利用電站鍋爐原有測點。每臺空氣預(yù)熱器需
增加2點空氣預(yù)熱器出口局部煙溫測點，該2點空氣預(yù)熱器出口煙溫測點布置在煙氣通流
區(qū)域近轉(zhuǎn)子出口處的兩側(cè)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速甚低時該2點局部煙溫與排煙溫度會有顯著偏差，
可用于評估空氣預(yù)熱器在各個工況下的抗堵灰能力。 c.空氣預(yù)熱器二次風(fēng)進(jìn)、出口溫度測量和顯示模塊。 空氣預(yù)熱器二次風(fēng)進(jìn)口溫度和二次風(fēng)熱風(fēng)溫度可以利用電站鍋爐原有測點。每臺 空氣預(yù)熱器需增加2點二次風(fēng)空氣預(yù)熱器出口局部溫度測點，該2點出口局部溫度測點布 置在二次風(fēng)通流區(qū)域近轉(zhuǎn)子處的兩側(cè)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速甚低時該2點二次風(fēng)空氣預(yù)熱器出口局 部溫度與二次風(fēng)熱風(fēng)溫度會有顯著偏差，可用于評估空氣預(yù)熱器在各個工況下對爐膛燃燒 穩(wěn)定性的影響。 d.空氣預(yù)熱器一次風(fēng)進(jìn)、出口溫度測量和顯示模塊。 空氣預(yù)熱器一次風(fēng)進(jìn)口溫度和一次風(fēng)熱風(fēng)溫度可以利用電站鍋爐原有測點。 e.空氣預(yù)熱器煙側(cè)進(jìn)、出口差壓測量和顯示模塊。 直接用差壓變送器測量空氣預(yù)熱器煙側(cè)進(jìn)出口差壓，測量精度較高，如電站鍋爐 原有，可以共享數(shù)據(jù)。如原無，每臺空氣預(yù)熱器需增加1點。 f.空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子主/輔驅(qū)動電機(jī)電流、變頻電源輸出電流測量和顯示模塊。 觀察、印證、記錄空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子與扇型密封板是否有觸碰。 g.空氣預(yù)熱器自密封系統(tǒng)扇形板行程協(xié)調(diào)模塊。 空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降過程中，轉(zhuǎn)子的蘑菇型變形會減少，需協(xié)調(diào)提升自密封 系統(tǒng)扇形板，以避免空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子與扇型密封板觸碰。 h.主發(fā)電機(jī)電負(fù)荷信號、鍋爐主蒸汽流量信號、送引風(fēng)機(jī)電流模塊。 可以利用電站鍋爐原有測點。 i空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子降速模塊。 可以選定空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子降速方式、降速速率、降速目標(biāo)值。記錄與顯示各煙溫Vs 轉(zhuǎn)速，各風(fēng)溫Vs轉(zhuǎn)速曲線。尋找不同主發(fā)電機(jī)電負(fù)荷下空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的最優(yōu)值和安 全極限值。 j空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與空氣預(yù)熱器吹灰裝置協(xié)調(diào)模塊。 優(yōu)化空氣預(yù)熱器吹灰器工作時的空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、每次吹灰持續(xù)時間、兩次 吹灰的間隔時間。 記錄與顯示燃?xì)饷}沖式吹灰裝置工作時空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的已清灰和待清灰區(qū)域。 提供空氣預(yù)熱器吹灰裝置自投入和吹灰完成信號。 k空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速自尋優(yōu)模塊。 尋優(yōu)目標(biāo)*空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子積灰輕微，可控。 *送、引風(fēng)機(jī)長周期平均電耗最低。 *排煙溫度長周期平均值最低。 *空氣預(yù)熱器吹灰裝置長周期平均功耗最低。[0063] 1變頻電源入口開關(guān)、旁路開關(guān)控制模塊。 變頻電源異常時，變頻電源出系，變頻電源旁路開關(guān)自動投入，以保證電站鍋爐的 安全運(yùn)行。 m通訊模塊。 *與電站鍋爐原有DCS共享部分測點數(shù)據(jù)。 *與變頻電源(變壓變頻交流電源)通訊，指令變頻電源輸出所需要的頻率，監(jiān)視 變頻電源的工作狀態(tài)參數(shù)。 *與空氣預(yù)熱器自密封系統(tǒng)通訊，協(xié)調(diào)提升/下降自密封系統(tǒng)扇形板。 *與空氣預(yù)熱器吹灰裝置程控系統(tǒng)通訊，協(xié)調(diào)優(yōu)化空氣預(yù)熱器吹灰裝置的效能。 n空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子軸向剖面?zhèn)鳠嵩囟确植紙D模塊。 煙側(cè)不同位置的軸向剖面?zhèn)鳠嵩囟确植紙D，由實測空氣預(yù)熱器進(jìn)、出口煙溫
經(jīng)計算而得的偽彩色溫度分布圖，用于評估空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子不同轉(zhuǎn)速下的抗堵灰能力。 0回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子啟動和停止模塊。 啟動和停止模式的選擇和控制。 主、輔預(yù)熱器轉(zhuǎn)子驅(qū)動電機(jī)的切換。 p回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)主菜單模塊。 本具體實施方式
適用于已采用DCS (分布式控制系統(tǒng))控制的鍋爐機(jī)組，其優(yōu)點是 DCS控制柜、DCS操作員站和部分?jǐn)?shù)據(jù)可以共享，節(jié)省控制電纜。
權(quán)利要求一種回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)，其特征在于由帶有控制接口的變頻電源(3)、入口開關(guān)(1)、旁路開關(guān)(2)、驅(qū)動電機(jī)(4)、減速機(jī)(5)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子(6)、DCS控制柜(7)、DCS操作員站(8)組成，在電站鍋爐整個運(yùn)行周期中，受DCS控制柜(7)控制，帶有控制接口的變頻電源(3)改變頻率，驅(qū)動電機(jī)(4)變速，經(jīng)減速機(jī)(5)減速使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子(6)的轉(zhuǎn)速在0.05NH至NH區(qū)間變化，無級可控。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)，其特征是所述的帶 控制接口的變頻電源(3)具有矢量控制特性或直接轉(zhuǎn)矩控制特性，配有冷卻風(fēng)扇；變頻 電源所帶的轉(zhuǎn)速控制接口可以是模擬量接口 4_20mA、0_10V，也可以是數(shù)字接口 RS485、 DeviceNet、Profibus-DP、Modbus、CAN、SIMOLINK，或者同時具有2類接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)，其特征是所述的DCS 控制柜(7)、DCS操作員站(8)硬件擴(kuò)展有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子角加速度測量和顯示模塊；空氣 預(yù)熱器進(jìn)、出口煙溫測量和顯示模塊；空氣預(yù)熱器二次風(fēng)進(jìn)、出口溫度測量和顯示模塊；空 氣預(yù)熱器一次風(fēng)進(jìn)、出口溫度測量和顯示模塊；空氣預(yù)熱器煙側(cè)進(jìn)、出口差壓測量和顯示模 塊；空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子主/輔驅(qū)動電機(jī)電流、變頻電源輸出電流測量和顯示模塊；空氣預(yù)熱 器自密封系統(tǒng)扇形板行程協(xié)調(diào)模塊；主發(fā)電機(jī)電負(fù)荷信號、鍋爐主蒸汽流量信號、送引風(fēng)機(jī) 電流模塊；空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子降速模塊；空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與空氣預(yù)熱器吹灰裝置協(xié)調(diào)模 塊；空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速自尋優(yōu)模塊；變頻電源入口開關(guān)、旁路開關(guān)控制模塊；通訊模塊； 空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子軸向剖面?zhèn)鳠嵩囟确植紙D模塊；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子啟動和停止模 塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng)，所述的DCS控制柜 (7)、DCS操作員站(8)硬件擴(kuò)展的出口煙溫測量和顯示模塊，其特征為每臺空氣預(yù)熱器增 加2點空氣預(yù)熱器出口局部煙溫測點，該2點空氣預(yù)熱器出口煙溫測點布置在煙氣通流區(qū) 域近轉(zhuǎn)子出口處的兩側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及一種 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行系統(tǒng) 由帶有控制接口的變頻電源、入口開關(guān)、旁路開關(guān)、驅(qū)動電機(jī)、減速機(jī)、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子、DCS控制柜、DCS操作員站組成，受DCS控制，帶有控制接口的變頻電源改變頻率，驅(qū)動電機(jī)變速，經(jīng)減速機(jī)減速使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在0.05NH至NH區(qū)間變化，無級可控。本實用新型提供了一種在電站鍋爐運(yùn)行中智能控制回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的方法，以優(yōu)化回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的換熱能力使之與電站鍋爐負(fù)荷、工況相匹配。本實用新型可提高回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的抗堵灰、抗腐蝕能力，降低風(fēng)機(jī)電耗，降低長周期排煙溫度平均值，提高電站鍋爐運(yùn)行效率。
文檔編號F23L15/00GK201539877SQ20092002244
公開日2010年8月4日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者章禮道 申請人:章禮道