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風(fēng)機(jī)安裝與維護(hù)

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)運行無變化，只是在大小修時，會由于停爐而減負(fù)荷運行。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)的運行可靠性對鍋爐運行的影響至關(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
    風(fēng)機(jī)改用變頻器后，在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運行的同時，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，滿足運行工況的要求。風(fēng)機(jī)變頻運行后，噪音、振動都將大為減小。
    在機(jī)組變負(fù)荷運行方式下，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)運行數(shù)據(jù)（廠方提供）
（1）       鍋爐（  145 MW負(fù)荷）風(fēng)機(jī)運行數(shù)據(jù)

（2）年運行時間： 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)備運行控制和系統(tǒng)運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，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)的運行特點，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�、山東萊蕪鋼廠進(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： ◆ 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行，大大地提高了系統(tǒng)運行的可靠性； ◆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2.57萬元。據(jù)此推算，全年至少可節(jié)電67萬度，電費節(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。現(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，大量電能白白浪費在閥門上;若采用液力耦合器調(diào)速，則存在以下缺點：
（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)爐處于哪一個運行階段，產(chǎn)生的粉塵大小均使除塵風(fēng)機(jī)全速運行，擋板幾乎不進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，造成大量的電能浪費。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使高壓變頻器加速進(jìn)進(jìn)高速運行，提氧槍時控制接點斷開，變頻器減速進(jìn)進(jìn)低速運行。


         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。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，在變頻器運行時盡對保證QS3不可以誤合閘。在變頻運行時，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


             從運行情況看,該高壓變頻調(diào)速裝置,運行可靠,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�！闭腔谶@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)能的運行記錄驗證了這點。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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