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浙江車間降溫_高壓變頻器在濰鋼團體風(fēng)機的應(yīng)用工業(yè)自動化風(fēng)機知


高壓變頻器在濰鋼團體風(fēng)機的應(yīng)用
    

 


濰鋼煉鐵廠風(fēng)機變頻器運行現(xiàn)場

一、前言

　　濰鋼團體公司煉鐵廠現(xiàn)有4座高爐2條燒結(jié)生產(chǎn)線，高爐冶煉既連續(xù)不中斷作業(yè)，同時又是用電耗能大戶。隨著國家節(jié)能減排政策的出臺，企業(yè)節(jié)能改造勢在必行。高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是上世紀90年代迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動調(diào)速技術(shù)。2008年1月我廠采用北京合康億盛公司產(chǎn)的10kV和6kV變頻器用于交流電機的變頻調(diào)速，其技術(shù)和性能遠遠勝過以前采用的調(diào)速方式（如串級調(diào)速、液力耦合器調(diào)速、轉(zhuǎn)子水阻調(diào)速等）。我公司選用的合康高壓變頻器在煉鐵廠4號高爐熱風(fēng)爐1#助燃風(fēng)機、爐前除塵風(fēng)機、原料除塵風(fēng)機、1#2#噴煤收塵風(fēng)機、1#燒結(jié)機尾除塵風(fēng)機共6臺設(shè)備進行第一期節(jié)能改造，并在5月份陸續(xù)安裝調(diào)試完成，穩(wěn)定運行至今。使我公司成為國產(chǎn)高壓變頻器的品牌基地。

二、工況簡述

　　我公司4#高爐熱風(fēng)爐是為1300m3高爐配套的內(nèi)頂燃式熱風(fēng)爐，格子磚為蓄熱載體，以燃燒高爐煤氣為主，燃燒制度為兩燒一送，拱頂?shù)臏囟瓤蛇_到1300℃，煙道溫度在規(guī)定的時間內(nèi)達到300℃，為高爐送風(fēng)的溫度為1100℃左右。助燃風(fēng)機的作用是抽取大氣中的空氣，引進熱風(fēng)爐中為其助燃。風(fēng)機型號為9-28-14D,全壓40800-12000Pa，電機型號YKK450-4 10kV 400kW ,燒爐需用風(fēng)量10萬m3/h 風(fēng)壓：4kPa 換爐時6kPa，風(fēng)機進風(fēng)閥開度在30%，改造前通過調(diào)節(jié)風(fēng)機進風(fēng)閥開度和放散閥開度滿足工藝要求，在調(diào)整過程中輕易產(chǎn)生喘震現(xiàn)象，對設(shè)備危害性大，并且風(fēng)機運行噪音大，電機低負載率功率因數(shù)低耗能大。

　　高爐出鐵時會有大量的黃煙，并伴有廢氣和灰塵，4#高爐是1300m3，天天出11爐鐵水，每次大約50分鐘，間隔30分鐘，通過爐前除塵風(fēng)機引出由布袋除塵進行處理。改造前通過調(diào)整液力耦合器轉(zhuǎn)速控制布袋除塵箱體壓差調(diào)整除塵效果，出鐵時高轉(zhuǎn)速，不出鐵時低轉(zhuǎn)速。為了保護電機設(shè)備，進風(fēng)閥開度50%，設(shè)備利用率大大降低。

　　為高爐生產(chǎn)所供的原料，進爐前需篩分，4#高爐供料系統(tǒng)大小料倉18個，因篩分產(chǎn)生的揚塵點近百個。原料除塵風(fēng)機的作用是把上料過程中產(chǎn)生的灰塵集中收集處理。改造前電機電流大溫度高風(fēng)機進口閥開度只能在50%，限制了除塵效果。

　　我廠4#高爐年產(chǎn)百萬噸以上，為節(jié)能減排，2008年5月首先對熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機、爐前和原料除塵風(fēng)機所配置的10kV400kW、10kV1120kW、10kV1000kW電機進行變頻改造，目前運行情況良好，而且調(diào)節(jié)簡單、省時省力，耗電量比改造前明顯減少。

三、變頻前后耗電情況對比

　　我廠于2008年5月起開始將高壓變頻器應(yīng)用在4號高爐1#助燃風(fēng)機、爐前除塵風(fēng)機、原料除塵風(fēng)機的節(jié)能改造，目前高壓變頻運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，均勻節(jié)電率達到30%以上，取得了明顯的經(jīng)濟效益。表1是我廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對比。（注：其它3臺的數(shù)據(jù)還在檢測中）

　　表1淮鋼團體煉鐵廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對比

四、可靠性

　　經(jīng)過對4號高爐爐前除塵原系統(tǒng)進行分析，對原系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)量控制由原來的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié)，由變頻器對電機本身進行調(diào)速，最后達到工況要求值。液力耦合器本身能耗達10%左右，而且需要油泵及冷卻水來輔助運行，故障率較高，維護本錢高，特別是在夏季因耦合器產(chǎn)生熱量較大，需加進四組冷油器，用循環(huán)水強降溫，水消耗量大，資源浪費嚴重。原料除塵系統(tǒng)沒有液力耦合器，只有進風(fēng)閥。直接由變頻器對電機本身進行調(diào)速。變頻器設(shè)備接進用戶側(cè)高壓開關(guān)和擬改造電機之間，變頻器控制分為遠程和就地操縱。為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時將電機切換至工頻狀態(tài)下運行，且切換方式為手動切換。電機、高壓斷路保存了用戶原有設(shè)備。我們保存了原操縱系統(tǒng)，變頻器故障時，電機手動切換到工頻運行后，操縱工按照改造前的操縱達到工況要求。變頻器及其工頻旁路開關(guān)由變頻器整體配套提供。改造后操縱簡單，避免了因操縱失誤引發(fā)的事故。進風(fēng)閥全開，減少風(fēng)道的振動，通過變頻調(diào)速后啟動制動平穩(wěn)，沒有大電流的波動，不對設(shè)備產(chǎn)生沖擊，延長使用壽命，降低了故障率。


爐前出鐵場除塵風(fēng)機現(xiàn)場

　　針對4高爐助燃風(fēng)機特殊工藝要求：3座熱風(fēng)爐兩燒一送，約2小時換爐一次，換爐操縱時間約10分鐘，這期間需要頻繁開關(guān)多個閥門，重要的是控制好風(fēng)壓、風(fēng)量。所以改造過程中現(xiàn)場操縱箱除保存緊急停機按鈕和必要的信號指示外，其余頻率給定、電流顯示、故障指示接進上位機通過PLC控制，進步了可靠性。進風(fēng)閥全開，控制電機轉(zhuǎn)速滿足工藝要求，喘震現(xiàn)象完全消除，噪音降低改善了四周環(huán)境。


4號高爐助燃風(fēng)機現(xiàn)場

五、改造過程簡述

　　為了展設(shè)電纜方便，根據(jù)我廠現(xiàn)場環(huán)境的實際情況，我們把助燃風(fēng)機變頻柜安置在4#高爐10kV開關(guān)站，在原料和出鐵場除塵高配室四周新建一變頻器專用房來安放出鐵場除塵變頻柜和原料除塵變頻柜。機旁操縱箱就安置在電機平臺下面，非常方便。為減小安裝本錢，動力電纜保存了原高壓柜至電機的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器，再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動力電纜，由于變頻器房與高壓室間隔一段間隔，從變頻器到電機電纜需作一中間接頭。其余控制聯(lián)鎖信號電纜新放，這樣施工過程獨立，減少對接時間，工作量不大。


原料除塵風(fēng)機現(xiàn)場

　　由于現(xiàn)場灰塵較大，而變頻器為強迫風(fēng)冷，設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，在房間透風(fēng)設(shè)計上，設(shè)計了大面積專用進風(fēng)窗。透風(fēng)窗采用專用過濾棉濾網(wǎng)，這樣使進進變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過透風(fēng)窗濾灰，進進變頻器室內(nèi)的灰塵大大減少。由于使用的變頻器功率較大，為保證足夠的透風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，保證變頻器整體冷卻透風(fēng)要求，即使在夏季高溫季節(jié)也不需開空調(diào)進行降溫。


專門制作的風(fēng)道

六、變頻改造總結(jié)

　　根據(jù)我廠對部分風(fēng)機的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結(jié)變頻器改造有以下優(yōu)點。

　　1、安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動機之間插進安裝變頻器，對原有接線改動不大。

　　2、操縱使用方便，變頻器操縱只有簡單的開機、停機和頻率調(diào)整。

　　3、能進行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強。

　　4、保護功能完善，故障率低，排風(fēng)機啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。

　　5、電動機不需長期高速運行，工作電流大幅度下降，解決了電機溫升高的題目，節(jié)電效果明顯。

　　6、由于變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護用度降低。

　　7、電動機運行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。

　　交流變頻調(diào)速器，以適用性強、可靠性高、操縱使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應(yīng)用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動方面，對企業(yè)有很大的實用價值。合康公司高壓變頻器對我廠部分風(fēng)機電機進行了成功的改造，節(jié)能效果明顯，進步了整個系統(tǒng)的工藝性能，得到車間負壓風(fēng)機哪家好的好評，我們二期、三期的高壓變頻器改造正在計劃中。

風(fēng)機知識 當(dāng) 風(fēng)機處于不穩(wěn)定工作區(qū)運行時，可能會出現(xiàn)流量?全壓的大幅度波動，引起風(fēng)機及管路系統(tǒng)周期性的劇烈振動，并伴隨著強烈的噪聲，這種現(xiàn)象叫作喘振。 ???? ???? 風(fēng)機在下列條件下才會發(fā)生喘振： ???? 1. 風(fēng)機在不穩(wěn)定工作區(qū)運行，且風(fēng)機工作點落在性能曲線的上升段。 ???? 2. 風(fēng)機的管路系統(tǒng)具有較大的容積，并與風(fēng)機構(gòu)成一個彈性的空氣動力系統(tǒng)。 ???? 3. 系統(tǒng)內(nèi)氣流周期性波動頻率與風(fēng)機工作整個循環(huán)的頻率合拍，產(chǎn)生共振。 ???? ???? 風(fēng)機并聯(lián)運行時，有時會出現(xiàn)一臺風(fēng)機流量特別大，而另一臺風(fēng)機流量特別小的現(xiàn)象，若稍加調(diào)節(jié)則情況可能剛好相反，原來流量大的反而減小。如此反復(fù)下去，使之不能正常并聯(lián)運行，這種現(xiàn)象稱為搶風(fēng)現(xiàn)象。 ???? ???? 從風(fēng)機性能曲線分析：具有馬鞍形性能曲線的風(fēng)機并聯(lián)運行時，可能出現(xiàn)“搶風(fēng)”現(xiàn)象。 ???? ???? 為避免風(fēng)機出現(xiàn)搶風(fēng)現(xiàn)象，在低負荷時可以單臺運行，當(dāng)單臺風(fēng)機運行滿足不了需要時，再啟動第二臺參加并聯(lián)運行。 ???? ???? 當(dāng)沖角增加到某一個臨界值時，流體在葉片凸面的流動遭到了破壞，邊界層嚴重分離，阻力大大增加，升力急劇減小。這種現(xiàn)象稱為脫流或失速。 ???? ???? 在葉輪葉柵上，流體對每個葉片的繞流情況不可能完全一致，因此脫流也不可能在每個葉片上同時產(chǎn)生。一旦某一個或某些葉片上首先產(chǎn)生了脫流，這個脫流就會在整個葉柵上逐個葉片地傳播。這種現(xiàn)象稱為旋轉(zhuǎn)脫流。 相關(guān)文章 本站所收集信息資料為網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載 版權(quán)屬各作者 并已著明作者 旨在資源共享、交流、學(xué)習(xí)之用，請勿用于商業(yè)用途,本站并不保證所有信息、文本、圖形、鏈接及其它內(nèi)容的絕對準確性和完整性，故僅供訪問者參照使用。 Mail: chinabaike@gmail.com Copyright by ；All rights reserved.

　　 摘　要： 說明了電站風(fēng)機可靠性的概念及影響因素，提出了在設(shè)計和運行中提高軸流風(fēng)機可靠性的對策。要提高軸流風(fēng)機可靠性，在選型、設(shè)計、運行、調(diào)整與維護方面都要做好一定的措施。 　　風(fēng)機是火力發(fā)電廠中的關(guān)鍵輔機，軸流風(fēng)機因效率高和能耗低而被廣泛采用。在實際運行中，不少電廠因軸流風(fēng)機特別是動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的可靠性差，頻頻發(fā)生故障，導(dǎo)致電廠非計劃停機或減負荷，影響了機組發(fā)電量。近幾年來，廣東地區(qū)的幾家電廠如珠江電廠4×300MW、南海電廠2×200MW、恒運C廠1×210MW均發(fā)生過動葉可調(diào)軸流風(fēng)機斷葉片事故，也有在同一電廠反復(fù)多次發(fā)生，嚴重影響機組安全滿發(fā)。因此，從根本上解決這些問題，提高大型火電廠軸流風(fēng)機運行的可靠性顯得十分必要和迫切。 　 　1、電站風(fēng)機可靠性概念 　　電站風(fēng)機可靠性統(tǒng)計的狀態(tài)劃分如下： 　　送引風(fēng)機運行可靠性可用以下兩個重要參數(shù)說明。 　　90年代以前，我國大型電站（125MW及以上）鍋爐風(fēng)機引起的非計劃停機和非計劃降負荷較頻繁，據(jù)統(tǒng)計，在125MW、200MW、300MW及600MW機組中，按電廠損失的等效停運小時算，送、引風(fēng)機均排在影響因素的前10位，與發(fā)達國家的差距較大。 　　90年代以后，我國幾個主要電站風(fēng)機制造廠 設(shè)備 質(zhì)量提高較快，針對我國電廠的實際情況，引進外國先進技術(shù)，使電站風(fēng)機特別是動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的可靠性不斷地得到提高。例如：1997年某鼓風(fēng)機廠對其利用引進技術(shù)生產(chǎn)的、在15套300MW火電機組中使用的28臺動葉可調(diào)軸流式送風(fēng)機和24臺動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機進行可靠性分析，發(fā)現(xiàn)其運行率已達99%.其他廠家的產(chǎn)品的可靠性也有較大的提高。 　 　2、影響軸流風(fēng)機可靠性的因素 　　2.1電站風(fēng)機事故分類 　　第1類事故：風(fēng)機故障引起火電機組退出運行。 　　第2類事故：風(fēng)機故障只引起火電機組出力降低，還沒有造成火電機組退出運行，或送、引風(fēng)機僅有某一臺退出運行。 　　第3類事故：風(fēng)機損壞不嚴重，不需要送、引風(fēng)機退出運行進行維修。 　　第1、2類事故直接影響風(fēng)機運行可靠性，第3類則是潛在的影響因素。 　　2.2軸流風(fēng)機主要故障 　　a）轉(zhuǎn)子故障。如轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子振動等，最嚴重的甚至發(fā)生葉輪飛車事故。 　　b）葉片產(chǎn)生裂紋或斷裂。在送、引風(fēng)機上均有可能發(fā)生，近幾年在多個大型電廠已發(fā)生多宗。 　　c）葉片磨損。主要是發(fā)生在引風(fēng)機上。由于電除塵器投入時機掌握不好或電除塵器故障，造成引風(fēng)機磨損。這是燃煤電站引風(fēng)機最容易發(fā)生的故障。 　　d）軸承損壞。 　　e）電機故障。如過電流等，嚴重時燒壞電機。 　　f）油站漏油，調(diào) 節(jié)油 壓不穩(wěn)定。既影響風(fēng)機的調(diào)節(jié)性能也威脅風(fēng)機的安全。 　　2.3軸流風(fēng)機發(fā)生故障的原因 　　2.3.1產(chǎn)品設(shè)計和制造方面 　　a）結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，強度設(shè)計中未充分考慮動荷載。 　　b）氣動設(shè)計不完善。對氣動特性、膨脹不明。 　　c）葉片強度安全系數(shù)不夠，葉片材質(zhì)差。 　　d）葉片鑄造質(zhì)量差。 　　e）焊接、裝配質(zhì)量差。如葉片螺栓脫落打壞葉片等。 　　f）控制油站質(zhì)量差。 　　g）監(jiān)測、保護附件失靈。 　　2.3.2運行、檢修方面 　　a）軸流風(fēng)機長期在失速條件下工作，氣流壓力脈動幅值顯著增加，葉片共振受損。 　　b）不按風(fēng)機特性要求進行啟動并車，風(fēng)機工況與系統(tǒng)特性不匹配。 　　c）不投電除塵或電除塵效率低導(dǎo)致風(fēng)機入口含塵濃度高。 　　d）兩臺風(fēng)機并列運行時，兩者工作點差異較大。 　　e）軸流風(fēng)機喘振保護失靈。 　　f）無定期檢修或檢修不良。 　　2.3.3安裝方面 　　a）軸系不平衡或聯(lián)接不好，導(dǎo)致風(fēng)機振動大、軸承、聯(lián)軸器易損壞。 　　b）執(zhí)行機構(gòu)安裝誤差大，就地指示值與控制室反饋值不一致，導(dǎo)致操作不準確。 　　2.3.4風(fēng)機選型與系統(tǒng)設(shè)計方面 　　風(fēng)機選型不當(dāng)造成風(fēng)機實際運行點在不穩(wěn)定氣流區(qū)或接近甚至進入失速區(qū)，以及風(fēng)機管路系統(tǒng)特性不合理，均可造成風(fēng)機轉(zhuǎn)子有關(guān)部件的疲勞與損壞。 　　 3、提高軸流風(fēng)機可靠性的措施 　　3.1選型 　　電站鍋爐風(fēng)機的型式一般有離心式、靜葉可調(diào)軸流和動葉可調(diào)軸流風(fēng)機，應(yīng)根據(jù)具體使用場合，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定風(fēng)機型式。 　　選擇軸流風(fēng)機時，設(shè)計點應(yīng)落在效率最高、并在此基礎(chǔ)上動葉角度再開大10°～15°的曲線上，這樣，即使機組在低于額定工況下運行，風(fēng)機仍可在最高效率區(qū)內(nèi)運行。 　　對于燃煤鍋爐，由于動葉可調(diào)軸流風(fēng)機圓周速度高，考慮到磨損問題，宜采用中速，不宜選用過高轉(zhuǎn)速。 　　3.2并聯(lián)設(shè)計與運行 　　在選擇動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的參數(shù)時，除了按有關(guān)規(guī)程規(guī)定給出裕度外，還要依據(jù)電廠實際情況，不僅考慮最大保證工況點（TB）、MCR工況、100%負荷工況，還要考慮點火工況以及風(fēng)機安全并車工況。后兩種工況往往被人忽視而給風(fēng)機的調(diào)試與運行帶來困難。故應(yīng)特別注意動葉可調(diào)軸流風(fēng)機的并聯(lián)設(shè)計與運行�！膳_風(fēng)機并聯(lián)運行在C點，但每臺風(fēng)機運行在各自特性曲線的A點上。當(dāng)?shù)?臺風(fēng)機保持同樣葉片角度運行時，運行點將移到B點，第2臺風(fēng)機要啟動并入時，關(guān)閉出口門啟動，葉片角度調(diào)至最小。打開隔離門后，第2臺風(fēng)機將在D點運行，逐漸開大其角度，并調(diào)小第1臺風(fēng)機角度，它們的運行點將分別沿DE和BE線移動，到達E點時兩臺風(fēng)機并聯(lián)，再同時調(diào)節(jié)兩臺風(fēng)機到所需的參數(shù)。 　　可以看出，當(dāng)?shù)?臺風(fēng)機運行點壓力高于第2臺風(fēng)機失速線的最低點S的壓力時，第2臺風(fēng)機啟動將發(fā)生喘振，這時需降低第1臺風(fēng)機出力，使B點位于S點之下再啟動第2臺風(fēng)機。 　　3.3其他設(shè)計措施 　　如果可以降低風(fēng)機負荷，總是可以并車的，如燃油鍋爐。但對于某些燃煤鍋爐，例如中速直吹式制粉系統(tǒng)的冷一次風(fēng)機，由于其制粉系統(tǒng)必須有一個最低的干燥出力要求和送粉壓頭，在風(fēng)機出力下降受到限制的情況下，有兩個方法解決并聯(lián)運行問題。一是選擇風(fēng)機時計算好單臺風(fēng)機按要求工況運行時系統(tǒng)阻力，使S點高于該阻力線，這意味著設(shè)計點位于特性曲線更下端，以致壓頭較高風(fēng)機效率較低。二是可以在軸流風(fēng)機風(fēng)道上加一個旁路再循環(huán)門，啟動該風(fēng)機時，先關(guān)閉出口門，打開循環(huán)門。待第2臺風(fēng)機越過失速線后打開出口門，關(guān)閉循環(huán)門，這樣做的缺點是增加了初投資，增加了送風(fēng)倒回泄漏的可能性。 　　在設(shè)計風(fēng)機進出口連接管道時，要力求避免產(chǎn)生渦流的可能性，某些轉(zhuǎn)彎處還應(yīng)采取加裝導(dǎo)流板的措施。 　　3.4調(diào)整與維護 　　a）必須確保動葉實際角度與就地指示值及與控制室反饋值相一致。若誤差大，運行人員便難以判斷動葉真實角度，從而影響運行工況。嚴重時，風(fēng)機因長時間處于失速邊緣或失速區(qū)內(nèi)運行而導(dǎo)致斷葉片事故的發(fā)生。 　　b）對于燃煤電站，不能讓引風(fēng)機長期在超標(biāo)煙塵中受磨。解決軸流風(fēng)機磨損問題的關(guān)鍵是降低風(fēng)機入口含塵濃度和灰粒尺寸。為此，應(yīng)加強清灰等工作。 　　c）加強對電除塵器的管理，確保電除塵器運行正常，減少煙塵對引風(fēng)機葉片的磨損。 　　d）確保風(fēng)機喘振保護正常投入。 　 　4、結(jié)束語 　　軸流風(fēng)機特別是動葉可調(diào)軸流風(fēng)機現(xiàn)在及將來在火力發(fā)電廠中都被廣泛使用，其運行可靠性對電廠按計劃穩(wěn)發(fā)滿發(fā)至關(guān)重要。我國電站風(fēng)機可靠性與先進國家差距正在縮小。要提高風(fēng)機運行可靠性，除了須提高風(fēng)機本身設(shè)計、制造質(zhì)量外，設(shè)計選型、運行及維護方式也至關(guān)重要。

國產(chǎn)高壓變頻器在電廠風(fēng)機節(jié)能改造中的應(yīng)用實踐
    
    隨著現(xiàn)代企業(yè)的不斷進步和發(fā)展，效益最大化是企業(yè)永恒的主題。利用新技術(shù)來進步企業(yè)生產(chǎn)裝置的治理水平和節(jié)能降耗已是各企業(yè)首選的手段之一。高壓變頻節(jié)能技術(shù)隨著國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家研制水平的不斷進步，已接晚世界同行業(yè)的領(lǐng)先水平，并以產(chǎn)品性能穩(wěn)定、價格適宜深得國內(nèi)企業(yè)廣泛接受和應(yīng)用。


        


             巨化團體公司熱電廠#8爐為280T/H鍋爐，采用雙引風(fēng)機式，風(fēng)機型號為Y4-60-11N022.5D，配置功率為630KW，電壓為6KV的三相交流異步電動機，風(fēng)門采用檔板調(diào)節(jié)，正常運行開度為50%左右，形成檔板兩側(cè)風(fēng)壓差，造成節(jié)流損失；同時風(fēng)機檔板執(zhí)行機構(gòu)為大力矩電動執(zhí)行機構(gòu)，故障較多，風(fēng)機自動率較低。為此我們對引風(fēng)量調(diào)節(jié)進行變頻調(diào)速技術(shù)改造，以達到節(jié)能降耗及進步調(diào)節(jié)自動化水平�，F(xiàn)就改造過程中的一些工作情況先容如下：


         一、 變頻器容量的選擇


             一般情況下變頻器容量大小的選擇與電動機容量相同，這樣能滿足電機在額定出力內(nèi)進行不同轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。但在現(xiàn)實生產(chǎn)工作中，根據(jù)實際運行工況來選擇合適的變頻器容量，既能滿足生產(chǎn)需要，又能節(jié)省變頻器投資及減少配套設(shè)施。我們根據(jù)我廠#8爐引風(fēng)機的配置及正常運行工況，了解到當(dāng)時設(shè)計職員考慮風(fēng)道內(nèi)裝有脫硫裝置以及檔板開度在70%左右調(diào)節(jié)特性較好，所以配置了630KW的電機。同時我們也對額定工況下引風(fēng)機功率進行了分析，在各種工況下引風(fēng)機功率都不會大于350KW。我們以為假如采用變頻調(diào)速，風(fēng)門全開，節(jié)流損失會較大減少，風(fēng)機的功率將更不會大于350KW。為此，選擇容量為400KW的變頻器應(yīng)能滿足上述風(fēng)機在各種工況下不同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的要求。 


         二、采用變頻調(diào)速后的效益猜測 


             利用變頻器作為風(fēng)量的調(diào)節(jié)器，最直接的效益就是節(jié)能降耗。各用戶可根據(jù)自己的的改造對象進行初步分析計算，以了解改造后節(jié)能的投資回報率及風(fēng)機運行的一些基本參數(shù)。


             采用變頻調(diào)速的主要特點是消除或減少檔板的節(jié)流損失，節(jié)能的效果與風(fēng)機的性能、運行工況、檔板的開度等有關(guān)。下面就例舉我廠#8爐風(fēng)機改造測算情況作一先容：


         1． 了解引風(fēng)機性能曲線


             型號為Y4-60-11N022.5D，其風(fēng)機性能參數(shù)為：


        

表1（由廠家提供）


             根據(jù)表1所給參數(shù)畫出流量、壓力曲線（AB）：


             圖1所示：


        


圖1


         2、對風(fēng)機進行實際工況丈量


             我廠2002年9月9日的測試結(jié)果如下：


        

表2


         3、利用相似理論分析風(fēng)機采用變頻后的參數(shù) 


             圖1中AB曲線是風(fēng)機性能曲線，在近似額定轉(zhuǎn)速下，表示風(fēng)機流量與風(fēng)壓之間的關(guān)系。但在實際運行工況中表2所示，風(fēng)機全壓、流量參數(shù)只需在圖1中C點運行。在沒有改造前，風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速不能變，只能靠風(fēng)門節(jié)流。采用變頻調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，可根據(jù)工況所需的風(fēng)機全壓、流量來改變轉(zhuǎn)速。


             根據(jù)風(fēng)機相似理論，風(fēng)機性能參數(shù)之間關(guān)系為： 


        


        


             根據(jù)上述關(guān)系以及表2所示的運行工況，風(fēng)機變頻后的運行性能曲線下移為圖1（abc）所示，其關(guān)系式為： 


        


      ,通風(fēng)降溫方案;   4、相關(guān)參數(shù)估算 


         4.1 表2工況下轉(zhuǎn)速計算： 


             從圖1（abc）性能曲線所示，為了方便計算，近似以為性能曲線成線性關(guān)系，即：


        


             由（1）～（5）式可求得變頻后的風(fēng)機轉(zhuǎn)速為：


        


         4.2 風(fēng)機全壓效率估算：


         　　風(fēng)機有效功率=全壓＊流量/1000
　　風(fēng)機全壓效率=有效功率/軸功率
　　由表1提供的工況A和工況B數(shù)據(jù)可得，風(fēng)機的全壓效率為0。785和0。726。因此變頻調(diào)速后的風(fēng)機全壓效率可按0。75進行估算。


         4.3 變頻調(diào)速后功率估算： 


             風(fēng)機有效功率=全壓＊流量/1000
    風(fēng)機軸功率=風(fēng)機有效功率/全壓效率
    電功率=風(fēng)機軸功率/（變頻器效率＊電機效率）
    其中：變頻器效率取0。96，電機效率取0。95。


             計算后參數(shù)匯總見表3：


        

表3


         5、效益估算


             對比變頻調(diào)速前后的電功率：#1引風(fēng)機減少電功率230KW，節(jié)電率為67。8%；#2引風(fēng)機減少電功率195。65KW，節(jié)電率為61。7%。


             以上是理想條件下的節(jié)電率。在實際運用中，為了考慮變頻器故障切換為工頻運行時，風(fēng)門需保存它用。變頻調(diào)節(jié)運行時風(fēng)門盡管全開，還有一定的阻礙，影響計算結(jié)果。另外,車間通風(fēng)，各種運行工況的不同，節(jié)電效果也不一樣。所以實際節(jié)電率要比以上估算結(jié)果有一定的出進。但從以上結(jié)果來看，節(jié)電明顯，值得改造。


         三、 變頻器性能的選擇 


             利用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)無疑要在原有的回路中加裝一套變頻調(diào)節(jié)設(shè)備，也就是說如該產(chǎn)品性能不好，將增加一個設(shè)備故障點,影響機爐的安全穩(wěn)定運行，為此變頻調(diào)節(jié)器的性能選擇至關(guān)重要。我們在選擇時除了考慮一些常規(guī)的性能指標(biāo)外，還著重留意了以下幾點：設(shè)計上是否相對有其特點，選用的元件是否穩(wěn)定、成熟；產(chǎn)生的諧波分量是否符合有關(guān)標(biāo)準；電源短時中斷恢復(fù)時對其影響程度；個別元件故障時能保持短時間的運行等功能。


             目前，市場上高壓變頻器產(chǎn)品較多，變頻調(diào)節(jié)類型也有多種。一般說來，國外有的產(chǎn)品其元件及性能應(yīng)較好，但價格較高，同時與用戶意見的交流、售后服務(wù)較為困難。


             我們在對風(fēng)機調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造前，收集、了解了國內(nèi)一些調(diào)節(jié)裝置的資料，并進行了比較，最后選擇了北京利得華福技術(shù)有限公司的產(chǎn)品，其主要特點有：


             1． 該裝置由移相變壓器、功率單元和控制器組成。移相變壓器副邊繞組分為三相，21個功率單元，每相由7個功率單元串聯(lián)構(gòu)成，每個單元的主回路相對獨立，可等效為一臺單相低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。


             2． 每個功率單元電路為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，構(gòu)成30脈沖整流方式，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，得到每個單元的輸出。然后將每相7個單元的輸出串聯(lián)成星形接法，通過對每個單元的PWM波形進行重組，得到門路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，諧波分量少于國家規(guī)定標(biāo)準。 


             3． 當(dāng)某一個單元出現(xiàn)故障時，內(nèi)部軟開關(guān)自動導(dǎo)通，將此單元旁路，由其他單元的繼續(xù)運行。


         四、 引風(fēng)機、變頻器的控制與調(diào)節(jié) 


             我們所應(yīng)用的HARSVERT-A06/050變頻器可通過在控制柜門“遠控/本控”開關(guān)的切換實現(xiàn)“本機控制”與“遠方控制”。我廠“遠方控制”與原有的DCS連接，在引風(fēng)機控制畫面中增加了變頻器畫面，與變頻器輸出接口聯(lián)接，進行數(shù)據(jù)通訊，運行職員可以通過DCS中的畫面對引風(fēng)機和變頻器的工作電流、轉(zhuǎn)速以及運行、停止、故障等狀態(tài)進行實時監(jiān)控。另外，變頻器的控制調(diào)節(jié)還通過負壓調(diào)節(jié)器接受爐膛負壓信號和來自送風(fēng)系統(tǒng)的前饋信號，綜合運算后經(jīng)手、自動切換單元輸出4～20mA到變頻器的控制端，調(diào)節(jié)變頻器輸出電源的頻率，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速，改變引風(fēng)量，達到穩(wěn)定爐膛負壓的目的。


             與常規(guī)的控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行操縱方式基本不變，主要區(qū)別在于由調(diào)整引風(fēng)門開度改為調(diào)節(jié)引風(fēng)電動機轉(zhuǎn)速。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運行，當(dāng)一臺變頻器故障時，聯(lián)跳相應(yīng)引風(fēng)機開關(guān)，短時出現(xiàn)單邊運行。將故障變頻器隔離后，引風(fēng)電動機可切換為工頻運行，風(fēng)量仍由風(fēng)門檔板調(diào)節(jié)。


         五、 系統(tǒng)調(diào)試


             變頻器安裝后，投進系統(tǒng)運行前還需進行必要的調(diào)試，其目的主要是檢查所選擇的變頻器其性能、功能是否達到設(shè)計要求以及滿足實際生產(chǎn)需要。主要內(nèi)容有：


         1． 具備條件：


             1.1 相關(guān)變頻器工作的一、二次設(shè)備安裝、組態(tài)完畢；
    1.2 變頻器柜內(nèi)變壓器耐壓試驗、直流電阻丈量合格；
    1.3 6KV電纜、變頻器閘刀柜內(nèi)支持瓷瓶、避雷器等試驗合格；
    1.4 檢查各接線正確、緊固；
    1.5 變頻器參數(shù)設(shè)置正確；
    1.6 引風(fēng)機等機務(wù)設(shè)備具備試車條件。


       ,生產(chǎn)負壓風(fēng)機;  2． 試驗項目：


             2.1 閘刀閉鎖功能試驗：
    主要檢查出線閘刀和旁路閘刀的機械閉鎖功能；“高壓答應(yīng)合閘”閉鎖功能；防止帶負荷拉合閘刀功能。


             2.2 靜態(tài)調(diào)試：
    將變頻器控制電源送上，引風(fēng)機開關(guān)處于試驗狀態(tài)。檢查“本機控制”（觸摸屏控制）、“遠方控制”（DCS控制）時的開關(guān)動作狀態(tài)及變頻器面板、DCS畫面上的各種狀態(tài)顯示是否正確對應(yīng)。


             2.3 動態(tài)調(diào)試：
    引風(fēng)機開關(guān)、變頻器柜將正式通電。分別檢查“工頻旁路”狀態(tài)以及“變頻控制”狀態(tài)下，在DCS上或變頻器面板上操縱引風(fēng)機、變頻器的啟、停、調(diào)是否正常，轉(zhuǎn)速、電流是否下確；在“工頻旁路”狀態(tài)時與“變頻控制”狀態(tài)時的轉(zhuǎn)向是否一致；在“變頻控制”時人為模擬故障保護動作、信號是否正確。


             2.4 帶負荷試驗：
    主要了解正常運行工況下引風(fēng)機、變頻器的風(fēng)量、電流、轉(zhuǎn)速（頻率）；檢查變頻器額定輸出電流時的電機轉(zhuǎn)速、變頻器頻率。以便確定變頻器的“始動頻率”值以及是否投用限流功能。


             2.5 動力電源切換試驗：
    變頻器在正常運行時,電源發(fā)生短時波動或工作廠用電中斷備用電切換成功,這時變頻器應(yīng)不發(fā)生跳機.


         六、 變頻改造后的效果 


         1． 效益比較：


             我廠#8爐#1、#2引風(fēng)機于2003年7月1日改變頻調(diào)節(jié)正式投用，7月8日測試數(shù)據(jù)如下：


        

表4


             從表2、表4中可以看出，經(jīng)變頻改造后，在滿足鍋爐負荷約260T/H燃燒的情況下，風(fēng)機輸進功率明顯減少，分別由339.00KW、317.00KW降到162.00KW、167.143KW；風(fēng)機單位電耗也由1.282kw.h/t、1.219kw.h/t降到0.608kw.h/t、0.623kw.h/t，節(jié)電率分別為52。57%、48。89%，每年可節(jié)省廠用電200多萬kw.h。 


         2． 改為變頻調(diào)節(jié)后，對其它設(shè)備的影響有：


             2.1避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害。
    2.2進步了引風(fēng)機的自動控制能力。
    2.3由于轉(zhuǎn)速的降低,對風(fēng)機的葉輪、軸承等壽命得以延長。


         七、 結(jié)束語


             我廠變頻裝置于2003年7月1日正式投運以來，由于其他原因變頻器正常中經(jīng)歷了電源中斷切換、單邊引風(fēng)機變頻器運行等異常情況的考驗。北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器以其可靠的運行性能及良好的節(jié)能效果深得用戶的信賴，值得大力推廣和應(yīng)用。


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收錄時間:2011年03月30日 23:49:14 來源:中國傳動網(wǎng)"+"\r\n原文網(wǎng)址："+d 作者:


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