綏化市現(xiàn)有建筑面積831.4萬(wàn)平方米,2006年綏化中盟熱電廠投產(chǎn),可實(shí)現(xiàn)集中供熱640萬(wàn)平方米。
綏化中盟熱電廠是綏化市目前唯一的以熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤電廠,項(xiàng)目建設(shè)二臺(tái)B25-8.83/0.294背壓機(jī)和1臺(tái) CC25-8.83/0.98/0.294雙抽凝汽機(jī),配2臺(tái)25MW發(fā)電機(jī)和1臺(tái)30MW發(fā)電機(jī)。建設(shè)4臺(tái)130t/h高溫高壓循環(huán)流化床蒸汽鍋爐和2臺(tái)116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐,配套建設(shè)17.87KM一級(jí)熱力網(wǎng)、20.5KM二級(jí)熱力網(wǎng)和32個(gè)熱力站,建設(shè)蒸汽熱力網(wǎng)4.51KM。
該工程全年生產(chǎn)能力為供熱量523.2×104 GJ,其中供采暖416.9×104 GJ,供工業(yè)用汽106.27×104 GJ,發(fā)電量為39.89×104 mwh。
熱力網(wǎng)的穩(wěn)定主要取決于鍋爐、熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)和管線。鍋爐安全、穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行一般遵循“一守,三動(dòng)”的控制原則,即主要是以風(fēng)、灰、煤相互配比來(lái)完成鍋爐的經(jīng)濟(jì)性燃燒。而熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)主要保證水循環(huán)穩(wěn)定和壓力恒定,即控制好水位達(dá)到安全運(yùn)行的目的。
供熱負(fù)荷變化時(shí)需要調(diào)節(jié)水量,如果通過(guò)調(diào)節(jié)泵的出口門的開度來(lái)實(shí)現(xiàn),實(shí)際上是靠壓損來(lái)減少給水流量,而電機(jī)的出力卻沒(méi)有變化。所以熱網(wǎng)循環(huán)泵最佳方案就是采用變頻器進(jìn)行調(diào)速,這樣就可以將出口門全部打開,通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)控制流量,可以方便的調(diào)整機(jī)組的供熱量,這樣具有非常大的節(jié)能潛力。2006年10月綏化市中盟熱電廠實(shí)現(xiàn)對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)泵的電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速。
1.系統(tǒng)主回路方案
變頻器控制為一拖一方案。變頻器接于電壓為10 KV的主動(dòng)力電源系統(tǒng),用于電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。為了增加運(yùn)行安全性,變頻器另加一套旁路系統(tǒng),設(shè)計(jì)方案如下:
此設(shè)計(jì)是采用手動(dòng)隔離刀閘式旁路系統(tǒng),原理是由3個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3。要求QS2和QS3閉合時(shí)QS1不能閉合,在機(jī)械上互鎖。變頻運(yùn)行時(shí),QS2和QS3閉合,QS1斷開;工頻運(yùn)行時(shí),QS1閉合,QS2和QS3斷開。為了實(shí)現(xiàn)變頻器故障保護(hù),變頻器對(duì)用戶現(xiàn)場(chǎng)高壓斷路器QF進(jìn)行連鎖,一旦變頻器出現(xiàn)故障,變頻器發(fā)出跳閘信號(hào),跳開斷路器QF。電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí),變頻器允許QF合閘,撤消對(duì)QF的跳閘信號(hào),使電機(jī)能正常通過(guò)QF合閘工頻啟動(dòng)。主回路方案見圖1所示。
2.應(yīng)用九洲電氣的Power Smart10000高壓變頻器帶來(lái)的節(jié)能效應(yīng)
根據(jù)電機(jī)的參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)工況和運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),最終確定熱網(wǎng)循環(huán)水泵的電機(jī)配套變頻器選用型號(hào)為九洲電氣的Power Smart10000-A/096,變頻器額定電流為96A,同電機(jī)額定容量匹配,完全滿足現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載運(yùn)行的要求。
熱網(wǎng)循環(huán)泵工頻運(yùn)行時(shí),電機(jī)電流約為75A左右;變頻運(yùn)行時(shí),頻率在40Hz時(shí)的電流約為60A。
綏化中盟熱電廠熱網(wǎng)循環(huán)水泵三號(hào)機(jī)組,電機(jī)參數(shù)見表一,水泵參數(shù)見表二。電機(jī)額定電壓為10KV,額定功率1000KW。哈爾濱九洲公司高壓變頻調(diào)速裝置額定電壓為10KV,額定功率1600KW。在相同的運(yùn)行時(shí)間內(nèi),工頻運(yùn)行時(shí),有功電耗:72000 kW·h,無(wú)功電耗:21921 kW·h,總出水量:313632 m3 ,功率因數(shù):0.875,平均單耗在229.5。運(yùn)行成本較高。在變頻調(diào)速正常運(yùn)行后,有功電耗:33590 kW·h,無(wú)功電耗:9321 kW·h,總出水量:235224 m3 ,功率因數(shù):0.96,平均單耗降至142.8。節(jié)電率在35%左右,節(jié)能降耗效果非常顯著。
表一:循環(huán)泵電機(jī)銘牌(無(wú)錫華達(dá)電機(jī)有限公司)
熱網(wǎng)循環(huán)水泵節(jié)電費(fèi)用,按全年運(yùn)行3600(5個(gè)月)小時(shí)的日負(fù)荷分布統(tǒng)計(jì),使用變頻調(diào)速熱網(wǎng)循環(huán)水泵,與通過(guò)調(diào)節(jié)出水口閥門相比較,經(jīng)計(jì)算,全年可以節(jié)省1020500kW·h。按發(fā)電成本電價(jià)0.20元/kW·h計(jì)算,1020500kW·h ×0.20元/kW·h=204100元。
3.應(yīng)用九洲電氣的Power Smart10000高壓變頻器產(chǎn)生的影響
1)、節(jié)能效果非常顯著。按全年5個(gè)月供暖時(shí)間算。每年可節(jié)約運(yùn)行成本20萬(wàn)元。
2)、減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。工頻起動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流的6—7倍,甚至更高。對(duì)接于該母線上的負(fù)荷都會(huì)造成波動(dòng)。采用變頻器調(diào)節(jié)后,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),電機(jī)啟動(dòng)電流很小,啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng),對(duì)電網(wǎng)的沖擊很小,同時(shí)減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)機(jī)械損傷,有效的延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
3)、工作強(qiáng)度降低。由于變頻器采用觸摸屏操作,使操作界面變得人性化,變頻器與運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制,以及相應(yīng)的保護(hù)及故障報(bào)警,操作工作由手動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為優(yōu)化運(yùn)營(yíng)提供了可靠保證。
4)、維護(hù)量減少。采用變頻調(diào)速后,可以避免因通過(guò)調(diào)節(jié)閥門控制使泵過(guò)多偏離額定工作區(qū)而引起的振動(dòng)。通常情況下,變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低泵的轉(zhuǎn)速,由于啟動(dòng)緩慢及轉(zhuǎn)速的降低,相應(yīng)地延長(zhǎng)了許多零部件,特別是密封器件以及軸承的壽命。
4.九洲電氣的Power Smart10000增加GPRS功能
九洲公司的Power Smart系列高壓變頻器增加了GPRS功能。此項(xiàng)功能是九洲公司Power Smart系列高壓變頻器所特有的功能。GPRS工作流程見圖2所示。
GPRS是(Gerneral Packer Radio Service)的英文縮寫,中文譯為通用無(wú)線分組業(yè)務(wù),MA8-9ib是使用在機(jī)器對(duì)機(jī)器(Machine-to-Machine)應(yīng)用的完整無(wú)線解決方案,它是利用“分封交換”(Packet-Switched)的概念所發(fā)展出的一套無(wú)線傳輸方式。所謂的分封交換就是將Date分裝成許多獨(dú)立的封包,再將這些封包一個(gè)一個(gè)傳送出去,形式上有點(diǎn)象寄包裹,采用分封交換的好處是只有在有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬,而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計(jì)價(jià)。在硬件上MA8-9i提供了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RS-232/RS-485接口,可以直接與觸摸屏通過(guò)串口連接。并配合即插即用方式,讓變頻器透過(guò)TCP/IP方式經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)及Internet與公司的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連結(jié)。
由于GPRS使用了“分組”的技術(shù),所以免受斷線的痛苦。此外,相對(duì)于GSM的9.6kbps的訪問(wèn)速度而言,GPRS擁有171.2kbps的訪問(wèn)速度;在連接建立時(shí)間方面,GPRS只需要極短的時(shí)間就可以訪問(wèn)到相關(guān)請(qǐng)求;GPRS對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率相對(duì)較高。
GPRS功能強(qiáng)大、用途廣泛,提供安全、透明的傳輸信道。變頻器增加GPRS功能可經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,有效的使公司和用戶方面進(jìn)行雙向溝通,以便使變頻器更加長(zhǎng)期有效的運(yùn)行。