一、前言

錫林浩特市屬北溫帶大陸性氣候，年平均氣溫1.7℃，平均海拔高度988.5米，冬季時間較長，供熱時間為7個月。近年來，隨著錫林浩特市城市建設(shè)步伐不斷加快，新增供熱面積不斷擴(kuò)大。為了有效緩解了全市熱源緊缺現(xiàn)象，2012年，錫林浩特招商引資并開工建設(shè)了北車集團(tuán)城市節(jié)能環(huán)保集中供熱項(xiàng)目。錫林浩特市集中供熱工程項(xiàng)目擁有4套58MW供熱鍋爐。該項(xiàng)目一期工程于2013竣工投產(chǎn)，二期3#爐于14年12月并網(wǎng)供熱，有效地緩解了全市熱源緊缺的現(xiàn)象。

二、北車熱源廠工藝汽水系統(tǒng)流程介紹

北車熱源廠汽水系統(tǒng)使用循環(huán)水泵并聯(lián)母管供水，鍋爐并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)方案。該方案具有系統(tǒng)穩(wěn)定，靈活性好，可靠性高等特點(diǎn)。

汽水系統(tǒng)工藝流程如下圖所示：

錫林浩特北車熱源廠全面投產(chǎn)后具備320萬平方米取暖供熱能力。其中1#、2#、3#循環(huán)水泵為一期供熱水泵，功率為355KW,直接啟動工頻運(yùn)行方式，采用兩用一備的使用方案。工頻啟停電機(jī)會對設(shè)備造成沖擊，會引起電機(jī)、水泵、閥門、管路故障率增加，維修費(fèi)用加大，同時對電網(wǎng)和管網(wǎng)都有很大沖擊。4#、5#、6#循環(huán)水泵為二期供熱水泵，功率為1250KW。4#、5#采用希望森蘭SBH系列高壓變頻器作為水泵的啟動運(yùn)行調(diào)速裝置。變頻器拖動設(shè)備啟停，不會造成設(shè)備沖擊，同時經(jīng)濟(jì)節(jié)能。6#為固態(tài)軟啟動，在調(diào)試中因?yàn)闆_擊太大、故障率高等原因已停止使用。日常供水4#、5#變頻運(yùn)行，1#、2#、3#作為備用。

現(xiàn)場電機(jī)參數(shù)如下表所示：

水泵參數(shù)如下表所示:

高壓變頻器參數(shù)如下表所示：

錫林浩特北車熱源廠現(xiàn)1#、2#、3#鍋爐投入運(yùn)行，供水量約為3000t/h，單臺泵供水量約為1500t/h。離心水泵采用擋板調(diào)節(jié)流量，對應(yīng)的電機(jī)輸入功率PL與流量Q的關(guān)系有：

單臺泵實(shí)際消耗功率為766KW，兩臺消耗功率為1532KW。在實(shí)際使用中電機(jī)采用變頻器調(diào)速，電機(jī)運(yùn)行頻率為32.49Hz，單臺電機(jī)加變頻器自身消耗實(shí)際功率為315KW，兩臺為630KW，節(jié)電功率為902KW，節(jié)電率58.88%。

單臺變頻器運(yùn)行監(jiān)視界面如下圖所示：

三、SBH系列高壓變頻器原理

SBH系列高壓變頻器采取的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式為單元串聯(lián)型高壓變頻器，其為直接高-高變換電壓源型，變頻器基本原理如下圖所示：

高壓變頻器從10kV電網(wǎng)取電，經(jīng)過內(nèi)部移相變壓器降壓、移相、隔離輸送給各個功率單元。功率單元電路結(jié)構(gòu)如下圖所示：

功率單元整流電路為二極管全波整流，多脈沖構(gòu)成多極移相疊加的整流方式極大地改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)大于0.96。輸出側(cè)由每個功率單元的U、V輸出端子相互串聯(lián)而成星型接法給電機(jī)供電，通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦SVPWM控制，得到階梯的SVPWM波形，該波形正弦度好，dv/dt小，可以降低輸出諧波及由此引起的電機(jī)發(fā)熱、噪音等，從而減少對輸出電纜和電機(jī)的絕緣損壞，無需輸出濾波器，可直接驅(qū)動普通異步電機(jī)。同時，消除了由此引起的機(jī)械振動，減小了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。通過軟件控制，可以輸出不同等級的頻率電壓。SBH系列變頻器系統(tǒng)安全、可靠，保護(hù)裝置功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、過熱、缺相等保護(hù)裝置。具有完整的故障監(jiān)測電路、精確的故障報(bào)警保護(hù)。

四、森蘭高壓變頻器的特點(diǎn)

1、一體化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)更簡潔、維護(hù)更方便、安全性能更高。

2、輸入限流功能，通過增加限流電阻能夠減小高壓變頻器上電時對上一級開關(guān)的沖擊電流，實(shí)現(xiàn)軟充電。

3、單元模塊化設(shè)計(jì)以及雙冗余機(jī)械式單元旁路技術(shù)，抗干擾能力更強(qiáng)，可靠性更高。每個功率單元的結(jié)構(gòu)與電氣性能一致，可互換使用。

4、具有單元旁路技術(shù)，當(dāng)某個單元出現(xiàn)故障時，可將故障單元旁路，實(shí)現(xiàn)旁路運(yùn)行，不停機(jī)，保證生產(chǎn)連續(xù)性。

5、AVR自動穩(wěn)壓功能，當(dāng)輸入電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時，AVR功能可以保持變頻器的輸出電壓不受影響。

6、雙電源冗余設(shè)計(jì)，分別由兩路電源供電，比傳統(tǒng)UPS方案更可靠。

7、“飛車”啟動功能當(dāng)電機(jī)仍處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，通過轉(zhuǎn)速跟蹤技術(shù)，可直接帶電機(jī)啟動，無沖擊電流。

8、SVPWM空間電壓矢量控制，直流母線電壓利用率高，可提高輸出電壓15%。

五、總結(jié)

錫林浩特北車熱源廠自變頻器正式投產(chǎn)以來，連續(xù)無故障運(yùn)行，節(jié)能效果明顯，為熱源廠正常供熱提供了強(qiáng)有力的保障，同時為用戶SBH系列變頻器的應(yīng)用降低了系統(tǒng)對管路密封性能的破壞，延長了設(shè)備的使用壽命，減少維護(hù)量，提高了系統(tǒng)的自動化程度，節(jié)約了大量電能，切實(shí)響應(yīng)了國家節(jié)能降耗的號召，降低了生產(chǎn)成本。