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水簾廠家_高壓變頻在電廠鍋爐風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用工業(yè)自動化煉油廠節(jié)電


高壓變頻在電廠鍋爐風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用
    

摘要:本文分析了高壓變頻器在電廠鍋爐風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。實踐證實,高壓變頻器對降低除塵風(fēng)機(jī)的用電率、減少起動電流、進(jìn)步功率因數(shù)、改進(jìn)工藝水平、進(jìn)步自動化水平有很好的應(yīng)用遠(yuǎn)景。
 
關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速;高壓變頻技術(shù);電廠;鍋爐風(fēng)機(jī) 
 
一、 用戶概述
    烏達(dá)電廠隸屬于中國華電團(tuán)體公司,現(xiàn)有2×150MW火力發(fā)電機(jī)組,屬于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,于2005年3月、6月正式發(fā)電投產(chǎn),未來還將新建2×600MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。烏達(dá)地區(qū)盛產(chǎn)煤礦,該區(qū)域電廠發(fā)電本錢較低,效益明顯。烏達(dá)熱電廠目前鍋爐的引風(fēng)機(jī)采用液粘調(diào)速器、一次風(fēng)機(jī)均采用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)方式。由于液粘調(diào)速器效率低下,故障率高,維護(hù)復(fù)雜;風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)方式節(jié)流損失較大,現(xiàn)以鍋爐的這兩種風(fēng)機(jī)為改造對象對其變頻調(diào)速節(jié)能改造節(jié)電分析。
 
二、鍋爐風(fēng)機(jī)工藝
    烏達(dá)熱電廠鍋爐分別配置引風(fēng)機(jī)功率為1400kW兩臺,一次風(fēng)機(jī)功率為1800kW兩臺。由于機(jī)組較小又屬于熱電聯(lián)產(chǎn),所以正常生產(chǎn)時,基本全天滿負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行無變化,只是在大小修時,會由于停爐而減負(fù)荷運(yùn)行。電廠實行分時上網(wǎng)電價,峰價0.24元/kWh,谷價0.20元/kWh,均價0.22元/kWh。


        

鍋爐(  145 MW負(fù)荷)風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)


             從上述表中可看出,由于上述風(fēng)機(jī)電動機(jī)設(shè)計有一定裕度,風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度較小有較大裕量,正常生產(chǎn)過程中,風(fēng)門檔板兩側(cè)必定形成較大的風(fēng)壓差,造成較大的節(jié)流損失。
 
2、變頻改造系統(tǒng)描述
    本次改造對上述風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造,對一臺風(fēng)機(jī)新增一臺高壓變頻器,即總共配置2臺變頻器,將變頻器接進(jìn)到原有的風(fēng)機(jī)電機(jī)與高壓開關(guān)柜中。正常情況下,每臺變頻器拖動單臺風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行,其接線圖下圖所示(圖中QF為原高壓開關(guān))。
6kV電源經(jīng)變頻裝置輸進(jìn)刀閘QS1到高壓變頻裝置,變頻裝置輸出經(jīng)出線刀閘QS2送至電動機(jī);6kV電源還可經(jīng)旁路刀閘QS3直接起動電動機(jī)。進(jìn)出線刀閘和旁路刀閘的作用是:一旦變頻裝置出現(xiàn)故障,即可馬上斷開進(jìn)出線刀閘QS2,將變頻裝置隔離,手動合旁路刀閘QS3,在工頻電源下起動電機(jī)運(yùn)行。以上進(jìn)線柜刀閘與變頻裝置配套供貨。
    注:QF保存用戶原高壓進(jìn)線開關(guān)柜,QS1、QS2、QS3與變頻器配套供貨。進(jìn)線柜的QS1、QS2機(jī)械互鎖、防止誤操縱。
 
3、變頻器的可靠性設(shè)計
    火力發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)的運(yùn)行可靠性對鍋爐運(yùn)行的影響至關(guān)重要,為此,變頻器本體在設(shè)計上從以下幾方面保障變頻器的可靠運(yùn)行。
(1)變壓器采用干式變壓器并配置自控風(fēng)冷
(2)采用功率單元串聯(lián)技術(shù),用成熟的低壓變頻技術(shù)實現(xiàn)高壓變頻輸出
(3)采用特制的盡緣型材及板材,充分保證盡緣要求
(4)脈寬調(diào)制波形發(fā)生器采用FPGA硬件天生,避免了軟件死機(jī)的缺陷
(5)功率單元采用單元故障旁路措施,大大進(jìn)步變頻器的整體可靠性
(6)控制與功率單元間采用光纖通訊,可靠性及抗干擾性大大進(jìn)步
(7)邏輯控制采用西門子PLC及觸摸屏,極大進(jìn)步了工作可靠性
(8)功率單元電力電子器件采用進(jìn)口品牌器件,并大裕量選型
(9)單元柜采用獨(dú)特的并聯(lián)風(fēng)道,配以德國原裝進(jìn)口風(fēng)機(jī)
(10)控制回路電源采用雙電源,其中一路取自變頻器主回路,可自動切換
(11)控制回路及旁路回路均配置高性能UPS,保證掉電15分鐘不影響正常工作
 
4、變頻改造后生產(chǎn)工藝控制
    正常時,在控制室通過調(diào)節(jié)高壓變頻器的目標(biāo)給定頻率(通過4~20mA信號輸出到高壓變頻器)來調(diào)節(jié)風(fēng)量。 
    異常時,即變頻器出現(xiàn)故障而又無法自動排除時,變頻器自動跳機(jī),如為自動工頻切換,則變頻器內(nèi)的操縱為:QS2分真空接觸器,QS3自動合真空接觸器,變頻器轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行;如為手動工頻切換,則QS2分閘后,送一跳閘信號至開關(guān)柜斷路器DL,使DL聯(lián)鎖跳閘,同時輸出一故障信號至中控室。 
 
5、變頻改造后的優(yōu)點(diǎn)
    風(fēng)機(jī)改用變頻器后,在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時,噪音可大幅度地降低,同時消除了因調(diào)節(jié)擋板控制風(fēng)量而造成的管網(wǎng)內(nèi)氣流紊亂和風(fēng)量調(diào)節(jié)不正確,以及管網(wǎng)振動和爐膛燃燒不穩(wěn)等缺陷。
    使用高壓變頻器后,風(fēng)機(jī)擋板不需要頻繁調(diào)整,擋板開度保持在一個比較大的范圍內(nèi),通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的,滿足運(yùn)行工況的要求。風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行后,噪音、振動都將大為減小。
    在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行方式下,假如風(fēng)機(jī)采用高效的變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)取代常規(guī)的定速驅(qū)動系統(tǒng),無疑可節(jié)約大量的節(jié)流損耗,節(jié)電效果明顯,潛力巨大,這已是不爭的事實。
    由于變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)本身具有軟起動功能,可使電廠風(fēng)機(jī)實現(xiàn)軟起動,避免了由于電動機(jī)直接起動引起的電網(wǎng)沖擊和機(jī)械沖擊,從而可以防止與此有關(guān)的一系列事故的發(fā)生。例如電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條的疲憊斷裂,定子端部繞組盡緣損壞擊穿等重大事故,進(jìn)步風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。
    在電力行業(yè),對于很多高壓大功率的輔機(jī)設(shè)備推廣和采用高壓變頻調(diào)速技術(shù),不僅可以取得相當(dāng)明顯的節(jié)能效果,是電廠節(jié)能降耗的一個有效的途徑,而且也得到國家產(chǎn)業(yè)政策的支持,代表了今后電力行業(yè)節(jié)能技改的方向,目前電力行業(yè)越來越多的職員對此都已形成廣泛共叫。
    采用變頻調(diào)速改造后,由于對電機(jī)實現(xiàn)真正的軟啟動,對電機(jī)、擋板、高壓開關(guān)、軸承等設(shè)備以及電網(wǎng)的啟動沖擊大大減少,它們的使用壽命得以延長,可以大幅度節(jié)省這些設(shè)備的維護(hù)用度。另外,變頻器高精度寬范圍的無級調(diào)速功能,不僅全面滿足了電廠峰荷動態(tài)調(diào)節(jié)的需要,而且變頻器屬于高度智能化的新型高科技設(shè)備,可與電廠DCS系統(tǒng)實現(xiàn)真正的無縫連接,進(jìn)步生產(chǎn)效率和機(jī)組自動化水平,大大改善電廠的工作和生產(chǎn)環(huán)境。
 
三、設(shè)備參數(shù)
    1、電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)
(1)鍋爐引風(fēng)機(jī)
電機(jī)型號:YKK630-2-6
電機(jī)功率:1400kW          額定電壓:6kV
額定電流:164.2A           功率因數(shù):0.86
額定轉(zhuǎn)速:990r/min          調(diào)節(jié)方式:液粘調(diào)速器(轉(zhuǎn)速比為90%)
輸進(jìn)轉(zhuǎn)速990 r/min,輸出轉(zhuǎn)速要求900 r/min左右
液粘調(diào)速器
型號:NT-14C            額定扭矩:14000NM
輸進(jìn)轉(zhuǎn)速:1000 r/min       調(diào)速范圍:30~100%
(2)鍋爐一次風(fēng)機(jī)
電機(jī)型號:YKK630-4
電機(jī)功率:1800kW           額定電壓:6KV
額定電流:206A              功率因數(shù):0.86
額定轉(zhuǎn)速:1495r/min          調(diào)節(jié)方式:風(fēng)門(百葉窗式閥門,顯示開度為45%,但有兩片葉片已固定死全開)簡單換算后開度為60%
出口流量:10萬m3/h         額定出口流量:195751m3/h
進(jìn)口流量:13萬m3/h         出口風(fēng)壓:24153Pa
2、風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)(廠方提供)
(1)       鍋爐(  145 MW負(fù)荷)風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)

(2)年運(yùn)行時間: 7200小時
(3)電價均價:0.22元/kWh
四、變頻改造效益分析
1、直接效益
    湖北三環(huán)發(fā)展股份有限公司提供給內(nèi)蒙古華電烏達(dá)熱電股份有限公司的兩臺高壓變頻器(SH-HVF-Y6K/2000)在#1機(jī)發(fā)電量相同工況下,做了#1爐引風(fēng)機(jī)在變頻條件和#1爐引風(fēng)機(jī)在工頻條件下耗電量對比試驗。具體試驗情況如下:
#1爐引風(fēng)機(jī)在工頻條件下耗電:(查原始報表得知)
運(yùn)行時間: 2006-8-18(2:00~8:00)
發(fā)電量:875700KWh
甲引風(fēng)機(jī)耗電:6120KWh
乙引風(fēng)機(jī)耗電:5400 KWh
#1爐引風(fēng)機(jī)在變頻條件下耗電:(查當(dāng)日報表得知)
運(yùn)行時間: 2006-11-29(2:00~8:00)
發(fā)電量:875700KWh
甲引風(fēng)機(jī)耗電:4320KWh
乙引風(fēng)機(jī)耗電:4320 KWh
節(jié)能計算:
工頻條件下:#1機(jī)發(fā)電量均勻為14.5萬千瓦/小時的2臺引風(fēng)機(jī)均勻每小時耗電量為:(6120+5400)/6=1920 KWh
變頻條件下:#1機(jī)發(fā)電量均勻為14.5萬千瓦/小時的2臺引風(fēng)機(jī)均勻每小時耗電量為:(4320+4320)/6=1440 KWh
均勻每小時的節(jié)電量=1920-1440=480 KWh
年節(jié)電量=480×24×300=3456000 KWh
(年正常運(yùn)行時間按300天計算)
年節(jié)電收益=3456000×0.24=82.94萬元
(電價按每度電0.24元計算)
備注:在此計算過程中沒有考慮供熱,按照現(xiàn)場實際情況1爐在8月份沒有供熱,11月份有供熱。即工頻條件時的實際負(fù)載沒有變頻條件時負(fù)載大,如將其考慮進(jìn)往節(jié)電量遠(yuǎn)大于現(xiàn)運(yùn)算的節(jié)電量。同時變頻器在發(fā)電量越低時節(jié)電效果越明顯。故以上運(yùn)算的節(jié)電量為最低值。
2、其它間接收益
A、由于高壓變頻器卓越的軟啟動/停止功能(可以零轉(zhuǎn)速啟動),大大減小了啟動沖擊電流對電動機(jī)和電網(wǎng)的沖擊,有效減小了電機(jī)故障,從而大大延長了電機(jī)的檢驗周期和使用壽命,同時還有效避免了沖擊負(fù)荷對電網(wǎng)的不利影響;
B、由于變頻改造后,原調(diào)節(jié)閥門全開,不需要再作任何調(diào)節(jié),可延長閥門使用壽命,減少檢驗維護(hù)用度。
C、由于變頻改造后,原液力偶合器取消,節(jié)省了液力偶合器的維護(hù)用度。
D、由于高壓變頻器特有的平滑調(diào)節(jié)以及引風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低,從而大大減少了風(fēng)機(jī)以及電機(jī)的機(jī)械磨損,同時降低了軸承、軸瓦的溫度,有效減少了檢驗用度,延長了設(shè)備的使用壽命。
E、由于采用自動控制,進(jìn)一步進(jìn)步了設(shè)備運(yùn)行控制和系統(tǒng)運(yùn)行治理的自動化水平,從而真正實現(xiàn)自動調(diào)節(jié),大大增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性。
F、變頻器對電機(jī)的保護(hù)功能齊全,大大進(jìn)步了電機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定行。
 
總結(jié):
    湖北三環(huán)從1999年開始進(jìn)進(jìn)高壓變頻器領(lǐng)域,至今已有5個年頭了,目前在電力行業(yè)的應(yīng)用達(dá)到50多臺,為電力行業(yè)的節(jié)能環(huán)保做出了自己的貢獻(xiàn)。我們以為目前高壓變頻器正逐步取代液力耦合器的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域,隨著高壓變頻器的大規(guī)模應(yīng)用,性價比不斷進(jìn)步,終極變頻器將會取代液力耦合器而成為電機(jī)調(diào)速的最佳選擇。


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?高壓變頻裝置在火電廠風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用(2)
 
 
 

收錄時間:2011年02月17日 22:34:52 來源:未知 作者:

煉油廠 主風(fēng)機(jī) 變頻裝置 節(jié)能 一、 前言   在頁巖干餾裝置煉油工藝中,有一項重要的環(huán)節(jié)就是利用離心式風(fēng)機(jī)(即:主風(fēng)機(jī))向干餾爐下部的發(fā)生段送風(fēng),目的是為干餾爐上部下來的頁巖半焦完成氧化-還原反應(yīng)提供飽和空氣。主風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)功率為250kW,電壓等級為6000V。在實際運(yùn)行中,要根據(jù)反應(yīng)裝置中各項工藝指標(biāo)的控制需求,調(diào)整主風(fēng)機(jī)送風(fēng)量。風(fēng)量的調(diào)整要通過手動調(diào)節(jié)主風(fēng)機(jī)入口蝶閥開度和放散口開度來實現(xiàn),多余風(fēng)量通過放散口排出。電機(jī)的工作電流在20~22A,電機(jī)的出力在70%左右。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,每小時都要由工人手動風(fēng)量一、兩次,大量的空氣被通過放散口排除,因此這種風(fēng)量調(diào)整方式不合理,工人勞動強(qiáng)度大,同時造成無謂的能耗浪費(fèi),急需改進(jìn)。   主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速改造既可以滿足生產(chǎn)工藝要求,又可以取代工人用閥門調(diào)整風(fēng)量,節(jié)約大量電能,通過變頻改造后的設(shè)備運(yùn)行低噪音、減少了設(shè)備磨損、延長了設(shè)備使用壽命、節(jié)約維修費(fèi)用,為煉油廠節(jié)電改造開辟了新的途徑。 二、 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可行性論證   在D部(四分廠)技術(shù)改造的初期,我們對主風(fēng)機(jī)能否進(jìn)行變頻改造進(jìn)行了論證。工藝的角度上看,每天都要頻繁的調(diào)整主風(fēng)機(jī)的流量,工人要付出繁重的勞動,而且調(diào)整偏差較大,如果電機(jī)通過變頻器調(diào)整調(diào)速,可以滿足工藝的需要,達(dá)到調(diào)節(jié)準(zhǔn)確,節(jié)省人力的目的。更重要的是,風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中,入口蝶閥開度越小,損耗在風(fēng)機(jī)擋板上的能量越多,因此,主風(fēng)機(jī)根據(jù)需要調(diào)速運(yùn)行將會有很大的節(jié)能空間。   針對現(xiàn)有干餾裝置主風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn),通過專人的市場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)有三種方案可以實施應(yīng)用:   1、高-高變頻:就是在原來高壓電器件的基礎(chǔ)上,不需要對電機(jī)進(jìn)行改造,購置高壓變頻器;   2、高-低-高方式:就是先將高壓電源變成低壓電源,采用低壓變頻器,變頻后再升壓,電機(jī)也不用改造;   3、高-低方式:就是用一臺單獨(dú)的變壓器,將6kV高壓降至380V,采用低壓變頻器,用低壓電動機(jī)。   對比三個方案,使用高-高變頻器,電機(jī)不需要改造,在變頻器故障時可以直接啟動,有定型產(chǎn)品,性能良好,穩(wěn)定可靠,但費(fèi)用較高;高-低-高方式無定型產(chǎn)品,要重新設(shè)計電路,電路煩瑣龐大,要增加兩臺變壓器,費(fèi)用也較高;高-低方式中變頻器直接使用低壓電源,現(xiàn)使用的變壓器容量不夠,需要另設(shè)一臺降壓變壓器。當(dāng)降壓變壓器的容量比較小時,在變頻器故障后,電機(jī)不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大,會增加增容費(fèi)用同時變壓器還有一定的電能損耗。綜合比較,我們選擇了直接高-高變頻調(diào)速方案。 三、 變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用嘗試   為確保改造成功不走彎路,減少損失,我們首先進(jìn)行了較為詳盡的理論論證,認(rèn)為理論上切實可行。抽調(diào)了兩名專業(yè)技術(shù)人員查閱了大量的資料,根據(jù)技術(shù)工藝的要求,對比風(fēng)機(jī)運(yùn)行的各種參數(shù),結(jié)合現(xiàn)場可利用的有利條件,計算出電機(jī)不同工藝要求下的轉(zhuǎn)數(shù),求出電機(jī)所需的功率,通過計算得知節(jié)電的空間很大。同時,我們又對本市的撫順新?lián)徜摗⑸綎|萊蕪鋼廠進(jìn)行了實地調(diào)研,了解到他們使用的高壓變頻器運(yùn)行狀況良好的信息。之后,對高壓變頻器的制造企業(yè)進(jìn)行了了解,并實地考察了北京利德華福公司的生產(chǎn)制造基地。通過進(jìn)行考察、論證,我們認(rèn)為北京利德華福電氣技術(shù)有限公司技術(shù)先進(jìn),管理規(guī)范,生產(chǎn)制造工藝先進(jìn),其制造的高壓變頻器性能穩(wěn)定可靠。在此基礎(chǔ)上,決定在D部干餾裝置主風(fēng)機(jī)上選用一臺高壓變頻器進(jìn)行試驗運(yùn)行,并最終選用了北京利德華福公司生產(chǎn)的 HARSVERT-A06/030型高壓變頻器。   HARSVER-A型變頻裝置采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),由若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出,即6kV輸出電壓每相有7個額定電壓為480V的功率單元串聯(lián)而成,輸出相電壓3450V,線電壓達(dá)到6kV左右,裝置系統(tǒng)配置如圖1。這種技術(shù)是目前高壓變頻領(lǐng)域應(yīng)有最廣泛、最成熟的技術(shù)。 圖1:HARSVER-A型高壓變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)圖 該調(diào)速裝置有如下特點(diǎn): ◆ 變頻器為高-高結(jié)構(gòu),不需輸出升壓變壓器,變頻器效率高達(dá)96%; ◆42脈沖的整流電路結(jié)構(gòu),使輸入電流波形接近正弦波,總的諧波電流失真低于4%,輸入功率因數(shù)達(dá)0.95以上; ◆逆變器輸出采用多電平移相式PWM技術(shù),輸出電壓接近正弦波。輸出電壓每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小,所以dv/dt很小,不需要配置專用濾波裝置; ◆采用功率單元串聯(lián),而不是功率器件串聯(lián),器件承受的最高電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓,器件不必串聯(lián),不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題; ◆變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運(yùn)行,變頻器的6KV主電源完全失電時,變頻器可以在3秒內(nèi)不停機(jī); ◆采用功率單元旁路技術(shù),多極模塊串聯(lián),某個模塊發(fā)生故障時自動旁路運(yùn)行,大大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性; ◆變頻裝置提供大液晶中文操作界面,功能強(qiáng),操作方便; ◆裝置除變壓器外,大部分的元器件采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,保證了整件的質(zhì)量和可靠性。 四、 變頻調(diào)速為油廠節(jié)電開辟了新途徑   我們在主風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻調(diào)速的應(yīng)用上,注意了對主風(fēng)系統(tǒng)的匹配調(diào)整,經(jīng)過近一段時間的摸索實踐,崗位工人已掌握了使用要領(lǐng),并記錄了一些真實準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。   高壓變頻器于2004年5月的投入使用至今,運(yùn)行狀況非常好,沒有發(fā)生任何故障。從節(jié)電效果看,電機(jī)輸入電流在10A左右、輸入功率在85KW左右,和A、B、C部的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的20A左右的輸入功率相比,僅為高壓不變頻的50%,節(jié)電效果明顯。每天可節(jié)電2040度,全月可節(jié)電61200度,可節(jié)約電費(fèi)2.57萬元。據(jù)此推算,全年至少可節(jié)電67萬度,電費(fèi)節(jié)約將可達(dá)到28萬元。 五、 結(jié)束語:   煉油廠從97年在葉輪給料機(jī)上使用變頻調(diào)速設(shè)備,到2003年在鍋爐的鼓、引風(fēng)機(jī)、主上水泵、接力風(fēng)機(jī)上大上變頻,到今年的主風(fēng)機(jī)高壓變頻改造,做了許多嘗試,積累了大量經(jīng)驗,不僅鍛煉了隊伍,同時節(jié)約了大量電能,為企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步邁了可喜的一步。我們覺得企業(yè)的技術(shù)改造潛力很大,只要本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度認(rèn)真調(diào)研,就一定能收到回報,給企業(yè)帶來效益。 王力行 簡介:撫順礦業(yè)集團(tuán)公司頁巖煉油廠副廠長,1981年8月畢業(yè)于撫順礦務(wù)局工學(xué)院,1996年晉升為電氣高級工程師。1981年8月至今分別在撫順礦業(yè)集團(tuán)所屬的西露天礦和頁巖煉油廠從事機(jī)電管理工作,近年來對高壓電機(jī)變頻調(diào)速作了一些嘗試,在節(jié)能方面收到了很好的效果。 撫順礦業(yè)有限責(zé)任公司頁巖煉油廠   頁巖煉油廠,是隸屬于撫順礦業(yè)集團(tuán)公司的骨干企業(yè)之一,也是目前我國境內(nèi)唯一從事油母頁巖加工利用為主的國有企業(yè)。其坐落于遼寧省撫順市東洲區(qū)南花園街,F(xiàn)有年處理油母巖300萬噸的能力,年產(chǎn)頁巖油設(shè)計能力為9萬噸,并建有2條噴霧炭黑生產(chǎn)線,年產(chǎn)噴霧炭黑2000噸。


高壓變頻器在轉(zhuǎn)爐煉鋼除塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用
     摘要:本文分析了高壓變頻器在轉(zhuǎn)爐煉鋼除塵風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。實踐證實,高壓變頻器對降低除塵風(fēng)機(jī)的用電率、減少起動電流、進(jìn)步功率因數(shù)、改進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝水平、進(jìn)步自動化水平有很好的應(yīng)用遠(yuǎn)景。 


         關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速;高壓變頻技術(shù);轉(zhuǎn)爐;除塵風(fēng)機(jī) 


         一、工程前期情況描述


             大冶華鑫煉鋼廠原有30T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐2座,采用“三吹三”方式,轉(zhuǎn)爐吹煉過程中,爐口會排出大量棕紅色的煙氣,煙氣溫度高、含有易燃?xì)怏w和金屬顆粒,按照我國1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297一1996),對煙氣必須冷卻、凈化,達(dá)標(biāo)后排放。若電機(jī)采用工頻運(yùn)行,通過調(diào)節(jié)風(fēng)門的出口擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量來滿足生產(chǎn)工藝要求,大量電能白白浪費(fèi)在閥門上;若采用液力耦合器調(diào)速,則存在以下缺點(diǎn):
(1) 調(diào)速范圍窄,轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;
(2) 電機(jī)的效率低,損耗大;
(3) 液力耦合器經(jīng)常出現(xiàn)故障,不能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要;
(4) 調(diào)節(jié)精度低,響應(yīng)慢。  


             吹煉工藝周期 
  A到B為兌鐵加廢鋼時間,約1分鐘。
  B到C為風(fēng)機(jī)升速時間,暫定1分鐘,可以調(diào)節(jié)。
  C到D為吹氧時間,約14分鐘。
  D點(diǎn)風(fēng)機(jī)開始減速,暫定2分鐘,可以調(diào)節(jié)。
  D到E為倒?fàn)t測溫取樣時間,約2分鐘。
  E到F為出鋼時間,約2分鐘。
  F到G為濺渣時間,約2分鐘。


           長期以來,不論轉(zhuǎn)爐處于哪一個運(yùn)行階段,產(chǎn)生的粉塵大小均使除塵風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行,擋板幾乎不進(jìn)行任何調(diào)節(jié),造成大量的電能浪費(fèi)。隨著市場競爭的不斷加劇,節(jié)能降耗、進(jìn)步生產(chǎn)效率成為企業(yè)發(fā)展進(jìn)步競爭力的有效手段之一。


           在九十年代后期,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)的不斷發(fā)展和矢量控制技術(shù)的不斷完善,其中各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器相繼在應(yīng)用市場上出現(xiàn),尤其在最近幾年,在技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域上得到不斷的進(jìn)步和拓展,其中,多重化完美無諧波矢量控制高壓變頻器以其功率因數(shù)高、無諧波(輸進(jìn)諧波小,對供電電網(wǎng)無污染;輸出諧波小,電機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動。┛煽啃愿叨艿皆絹碓蕉嗟挠脩魵g迎,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、建材等領(lǐng)域。


         二、系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計


             通過對冶煉工藝的分析:轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程的不同階段對除塵風(fēng)量的大小有明顯的不同,以吹氧冶煉為最大,其他除塵為最低。通過對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的分析,對除塵風(fēng)機(jī)的控制設(shè)計于下方案。整個吹煉工藝周期約24分鐘,其中高速時間(C到D)14分鐘。為了控制簡單起見,可使除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行在兩種狀態(tài),高速和低速,高速定為45Hz,可以調(diào)節(jié);低速定為20Hz,可以調(diào)節(jié)?煽紤]在下氧槍時給出一對接點(diǎn)使高壓變頻器加速進(jìn)進(jìn)高速運(yùn)行,提氧槍時控制接點(diǎn)斷開,變頻器減速進(jìn)進(jìn)低速運(yùn)行。


         2.1 設(shè)備參數(shù):


         風(fēng)機(jī)參數(shù)


         風(fēng)機(jī)型號:D700-13


         額定風(fēng)量:42000m3 /h


         額定風(fēng)壓:25490Pa 


         轉(zhuǎn)速:2965rpm 


         軸功率:400Kw


   ,屋頂電動排氣設(shè)備;      電機(jī)參數(shù)


         電動機(jī)型號:JK134-2


         額定電壓::10000V


         額定功率:  440KW


         額定電流:30A


         額定轉(zhuǎn)速:2980r/m


         變頻器技術(shù)指標(biāo)


         型號:SH-HVF-Y10K/450


         額定容量:600kVA


         輸進(jìn)電壓:10000V


         輸出電壓:0~10000V


         輸出頻率:0~50Hz 


         2.2 系統(tǒng)電氣構(gòu)成


           根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)工藝情況,選用湖北三環(huán)發(fā)展股份有限公司研究開發(fā)生產(chǎn)的高壓變頻器作為主件,該變頻調(diào)速系統(tǒng)具有諧波含量小,功率因數(shù)高、模塊化結(jié)構(gòu)、可靠性高等特點(diǎn)。除塵風(fēng)機(jī)電氣系統(tǒng)的主接線結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。10kV電源通過母線段網(wǎng)側(cè)高壓開關(guān)DL接進(jìn)系統(tǒng),采用多重化移相干式隔離變壓器進(jìn)行電源側(cè)電氣隔離,以減小對電網(wǎng)的諧波污染;變壓器輸出經(jīng)功率柜逆變輸出后直接驅(qū)動三相異步電動機(jī),實現(xiàn)除塵風(fēng)量的控制。為保證整個除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可靠性,系統(tǒng)設(shè)計中我們還采用工頻旁路。當(dāng)系統(tǒng)變頻運(yùn)行時,斷開隔離開關(guān)QS3,合隔離開關(guān)QS1、QS2。QS2與QS3之間還設(shè)計了機(jī)械互鎖,在變頻器運(yùn)行時盡對保證QS3不可以誤合閘。在變頻運(yùn)行時,由遠(yuǎn)程PLC起停變頻器;當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)切換至原工頻運(yùn)行方式;斷開隔離開關(guān)QS1、QS2;合隔離開關(guān)QS3。由原除塵系統(tǒng)啟動風(fēng)機(jī),進(jìn)口擋板控制風(fēng)量。


         三、改造效果


             從運(yùn)行情況看,該高壓變頻調(diào)速裝置,運(yùn)行可靠,節(jié)電效果明顯,達(dá)到了預(yù)期效果。經(jīng)過工頻和變頻運(yùn)行對比,丈量和統(tǒng)計的煉鋼轉(zhuǎn)爐除風(fēng)機(jī)改造后各項技術(shù)指標(biāo)如下表


        


         (1)節(jié)電效果明顯。改造前,該風(fēng)機(jī)天天均勻電耗為7700kW?h,而現(xiàn)在僅為3653kWh左右,均勻天天節(jié)電4047kWh,節(jié)電率達(dá)57%,年節(jié)電效益為73萬元。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        (2)系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制,操縱簡單。系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧槍的工作信號作為風(fēng)機(jī)高、低速運(yùn)行的控制信號,實現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的高、低速自動控制,系統(tǒng)也可根據(jù)工作需要進(jìn)行人工操縱,且操縱方便。                                                                                                               (3)系統(tǒng)安全可靠。具有較強(qiáng)的自我保護(hù)能力和故障自診斷能力,有過流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、高壓電源缺相、接地等保護(hù)功能。


             (4)設(shè)備運(yùn)行可靠,維護(hù)用度低。由于采用變頻調(diào)速控制,其裝置具備軟起動、軟停止的功能,故在啟動時對電網(wǎng)及設(shè)備沒有沖擊,因此延長了電機(jī)及風(fēng)機(jī)的使用壽命。由于電機(jī)的均勻轉(zhuǎn)速大大降低,軸承的溫度大大降低,其壽命也大大延長,進(jìn)步了整個系統(tǒng)的可靠性,減少了因頻繁更換軸承影響轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。


            ,平面式負(fù)壓風(fēng)機(jī); (5)單臺項目總體投資為98萬元,16個月即可收回投資。設(shè)備使用年限長達(dá)10年,投資收益高達(dá)600余萬元。



維斯塔斯推新V112-3.0 MW風(fēng)機(jī) 成領(lǐng)域新坐標(biāo)
    

        眾所周知,維斯塔斯是風(fēng)電行業(yè)中最成熟的公司之一。30多年來,其在全球取得了令人艷羨的驕人業(yè)績。而在中國,維斯塔斯亦是累計裝機(jī)容量最大的風(fēng)機(jī)供給商,為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。維斯塔斯的目標(biāo)就是在中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。為此,維斯塔斯全球總裁兼首席執(zhí)行官迪特列?英格(DitlevEngel)在2009年表示:“維斯塔斯將通過建立長期的、立足于中國的創(chuàng)新能力和技術(shù)氣力,在推動中國風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展方面發(fā)揮更大的作用。”正是基于這一承諾,作為全球領(lǐng)先的風(fēng)能解決方案提供商,維斯塔斯整合自身氣力,隆重推出了集全球領(lǐng)先技術(shù)于一身的全新V112-3.0MW風(fēng)機(jī)。

        2010年6月,上海國際海上風(fēng)電大會期間,維斯塔斯V112-3.0MW海上風(fēng)機(jī)向中國市場震撼推出。“集最先進(jìn)技術(shù)的V112型風(fēng)機(jī)將提供給我們在中國的合作伙伴,并將為中國發(fā)展世界一流的風(fēng)電事業(yè)作出貢獻(xiàn)!本S斯塔斯海上風(fēng)電總裁簡森先生在大會演講中指出。憑借其歷經(jīng)優(yōu)化的性能,這款風(fēng)機(jī)將為客戶、政府和電網(wǎng)運(yùn)營商帶來更高效的解決方案,從而為中國的風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域設(shè)立新的坐標(biāo)。

        一款突破性的風(fēng)機(jī)

        維斯塔斯V112-3.0?MW風(fēng)機(jī)是一款突破性的風(fēng)機(jī),在各種天氣條件和風(fēng)力狀況下均具有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的可靠性、適用性和可利用率。毋庸置疑,V112-3.0?MW風(fēng)機(jī)將風(fēng)機(jī)的性能和效率推向了新的高度。

        突破一:

        更大的風(fēng)輪直徑實現(xiàn)更高產(chǎn)能

        隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,全球越來越多的易于建設(shè)風(fēng)電場的地址已被開發(fā),尋找新的場址已經(jīng)變得極其困難。因此,基于現(xiàn)有風(fēng)場實現(xiàn)更高產(chǎn)能成為風(fēng)電發(fā)展的最新挑戰(zhàn)。作為全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,維斯塔斯為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)專門設(shè)計了此款V112-3.0MW風(fēng)機(jī)。通過加進(jìn)一項全新的關(guān)鍵創(chuàng)新元素,54.6m葉片,此款風(fēng)機(jī)為各種風(fēng)場條件下的風(fēng)機(jī)發(fā)電能力設(shè)定了全新標(biāo)準(zhǔn)。憑借同級別風(fēng)機(jī)中最大的掃風(fēng)面積,這些更大的葉片將明顯進(jìn)步風(fēng)輪到發(fā)電機(jī)的傳速比,從而進(jìn)步風(fēng)機(jī)性能和發(fā)電量,為客戶提供具有保障的投資回報。

        因此,V112-3.0MW風(fēng)機(jī)代表了風(fēng)場空氣動力學(xué)和發(fā)電性能上的巨大進(jìn)步,V112-3.0MW風(fēng)機(jī)高產(chǎn)能的運(yùn)行記錄驗證了這點(diǎn)。同時,其54.6m的葉片結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計處理,進(jìn)步了空氣動力效率并增加了葉片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。葉片的外形還降低了葉片對灰塵和空氣材料的敏感性,從而在某些場址中能夠具有更佳性能。

       ,屋頂排風(fēng)機(jī); 突破二:

        卓越的并網(wǎng)特性

        除了經(jīng)現(xiàn)場測試的變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、葉片、傳動系統(tǒng)和自由冷卻系統(tǒng)之外,V112-3.0MW風(fēng)機(jī)還結(jié)合了一些創(chuàng)新元素,并通過實際測試得到了驗證。這些元素包括應(yīng)用維斯塔斯經(jīng)驗豐富的傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)配有維斯塔斯永磁發(fā)電機(jī),以進(jìn)步風(fēng)機(jī)整體可靠性并降低發(fā)電機(jī)損耗;同時,由于配備了GridStreamer全功率變頻器,從而可提供卓越的電網(wǎng)支持,并有助于降低傳動系統(tǒng)負(fù)荷,使風(fēng)機(jī)在更大風(fēng)速范圍內(nèi)優(yōu)化發(fā)電性能、進(jìn)步產(chǎn)量。

        全新的GridStreamer?電力系統(tǒng)有助于進(jìn)步V112-3.0MW風(fēng)機(jī)卓越的并網(wǎng)特性,使其能夠符合全球各地不同的電網(wǎng)要求。憑借所裝配的永磁發(fā)電機(jī)和全功率變頻器,此款風(fēng)機(jī)也能夠滿足目前市場上最先進(jìn)電網(wǎng)的要求。這是由于,GridStreamer系統(tǒng)可在電網(wǎng)發(fā)生故障時仍保持幾秒鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),而過多電力可由全功率變頻器中的一個電阻器轉(zhuǎn)化為熱能。


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收錄時間:2011年01月10日 15:26:31 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:


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