時(shí)間:2015-12-03 11:28:09來(lái)源:無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
1.概述
某公司#2鍋爐燃燒需要的氧量是通過(guò)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在高壓變頻器改造前,送風(fēng)機(jī)運(yùn)行在工頻下,通過(guò)擋板控制送風(fēng)量。引風(fēng)機(jī)通過(guò)調(diào)整電機(jī)極數(shù)和液力耦合器開(kāi)度方式調(diào)整引風(fēng)量,平時(shí)隨季度負(fù)荷的變化需多次停引風(fēng)機(jī)進(jìn)行電機(jī)變級(jí)操作。
1.1送風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介
送風(fēng)機(jī)主要參數(shù):
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)值 |
1 |
全壓 |
kPa(m) |
6.345 |
2 |
額定風(fēng)量 |
m3/h |
146587 |
3 |
風(fēng)機(jī)軸功率 |
kW |
313 |
4 |
額定轉(zhuǎn)速 |
r/min |
1485 |
1.1.1 送風(fēng)機(jī)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)值 |
1 |
額定功率 |
kW |
355 |
2 |
額定電流 |
A |
43 |
3 |
功率因數(shù) |
|
0.85 |
4 |
額定電壓 |
kV |
6 |
5 |
額定轉(zhuǎn)速 |
r/min |
1490 |
6 |
額定效率 |
% |
85.8 |
1.1.1 送風(fēng)機(jī)全年運(yùn)行工況
序號(hào) |
參數(shù) |
工況1 |
工況2 |
工況3 |
1 |
風(fēng)壓(kPa) |
2.37/2.48 |
2.44/2.6 |
2.8/3.0 |
2 |
年運(yùn)行時(shí)間(所占比例) |
35% |
45% |
20% |
1.1引風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介
1.1.1引風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)值 |
1 |
全壓 |
kPa(m) |
5.992 |
2 |
額定風(fēng)量 |
m3/h |
252922 |
3 |
風(fēng)機(jī)軸功率 |
kW |
521 |
4 |
風(fēng)機(jī)(內(nèi))效率 |
% |
85.1 |
5 |
額定轉(zhuǎn)速 |
r/min |
985 |
6 |
介質(zhì)的額定溫度 |
°C |
125 |
1.1.1 引風(fēng)機(jī)電機(jī)采用雙速控制,主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào) |
參數(shù)名稱 |
單位 |
數(shù)值 |
1 |
額定功率 |
kW |
630 |
2 |
額定電流 |
A |
77 |
3 |
功率因數(shù) |
|
0.84 |
4 |
額定電壓 |
kV |
6 |
5 |
額定轉(zhuǎn)速 |
r/min |
1000/750 |
6 |
額定效率 |
% |
93 |
1.1.1 引風(fēng)機(jī)全年運(yùn)行工況
序號(hào) |
參數(shù) |
工況1 |
工況2 |
工況3 |
1 |
蒸發(fā)量(t/h) |
173 |
203 |
226 |
2 |
有功發(fā)電量(MW) |
42 |
50 |
55 |
3 |
液耦開(kāi)度(%) |
35/51 |
38/52 |
50/69 |
4 |
電機(jī)電流(A) |
38.4/39.2 |
39.4/39.6 |
41.8/42 |
5 |
風(fēng)壓(kPa) |
2.46/2.44 |
2.8/2.67 |
2.88/2.78 |
6 |
年運(yùn)行時(shí)間(所占比例) |
30% |
45% |
20% |
1.高壓變頻器在送、引風(fēng)機(jī)上應(yīng)用的理論分析
1.1節(jié)能測(cè)算
1.1.1根據(jù)流體力學(xué)的原理:流量與轉(zhuǎn)速成正比、壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,用公式表示如下:
lQ1/Q2=n1/n2
lH1/H2=(n1/n2)2
lP1/P2=(n1/n2)3
(其中,Q為流量,n為轉(zhuǎn)速,H為壓力,P為軸功率)
上述公式可以推算出,如果在采用了高壓變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速后。在滿足現(xiàn)有的壓力情況下電機(jī)的降速空間越大那么降低的功率消耗就越大。
1.1.1送風(fēng)機(jī)變頻改造后節(jié)能預(yù)測(cè)
僅以#2爐A送風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行測(cè)算:
擋板開(kāi)度為50%時(shí),出口風(fēng)壓2.6kPa,電機(jī)實(shí)際電流I:28.5A,電壓U:6kV,功率因數(shù)取COSΦ:0.84
P實(shí)際=1.732×U×I×COSΦ
=1.732×6×28.5×0.84
=249kW
P變頻后=P軸×(實(shí)際壓力/額定壓力)1.5/η高壓變頻器/η電機(jī)
=313kW×(2.6KPa/6.345KPa)1.5/0.96/0.928
=313kW×0.263/0.96/0.928
=92kW
其中,P軸=313,η高壓變頻器=0.96(根據(jù)高壓變頻器參數(shù)),η電機(jī)=額定功率/1.732/額定電壓/功率因數(shù)/額定電流=0.928
通過(guò)上述運(yùn)算可得:
P節(jié)約=P實(shí)際-P變頻后
P節(jié)約=P實(shí)際-P變頻后=249-92=157kW
改用變頻后預(yù)計(jì)送風(fēng)機(jī)單臺(tái)風(fēng)機(jī)每小時(shí)節(jié)約用電157kWh。
1.1.2引風(fēng)機(jī)變頻改造后節(jié)能預(yù)測(cè)
因?yàn)橐L(fēng)機(jī)采用了雙速電機(jī),當(dāng)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速為750r/min,液偶實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速約657r/min,根據(jù)風(fēng)機(jī)的特性,輸入的額定轉(zhuǎn)速降低,風(fēng)機(jī)的特性曲線大幅度改變,額定的風(fēng)壓和風(fēng)量應(yīng)該按流體力學(xué)的比例關(guān)系降低,即額定風(fēng)量由252922m3/h約降為188797m3/h,額定壓力由5.992kPa降為3.338kPa,風(fēng)機(jī)的軸功率應(yīng)由521kW約降為396kW,計(jì)算如下:
P變頻后=P軸×(實(shí)際轉(zhuǎn)速/額定轉(zhuǎn)速)3/η高壓變頻器/η電機(jī)
=396kW×(657/739)3/0.96/0.937
=396kW×0.7/0.96/0.937
=308kW
其中,P軸=396,η高壓變頻器=0.96(根據(jù)高壓變頻器參數(shù)),η電機(jī)=額定功率/1.732/額定電壓/功率因數(shù)/額定電流=0.937
在該工況下,引風(fēng)機(jī)實(shí)際功率P實(shí)際約365kW,通過(guò)上述運(yùn)算可得:
P節(jié)約=P實(shí)際-P變頻后
P節(jié)約=P實(shí)際-P變頻后=365-308=57kW。
改用變頻后單臺(tái)引風(fēng)機(jī)預(yù)計(jì)每小時(shí)節(jié)約用電57kWh。
1.1系統(tǒng)優(yōu)化空間分析
#2爐A、B引風(fēng)機(jī)是通過(guò)電機(jī)變級(jí)和調(diào)整液力耦合器開(kāi)度的方式調(diào)整引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,1.1.1通過(guò)高壓變頻改造后可以更進(jìn)一步節(jié)能,通過(guò)變頻改造避免在異常方式下對(duì)引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變級(jí)操作。
1.1.2采用擋板調(diào)節(jié)不僅增大了系統(tǒng)的節(jié)流損失,而且由于調(diào)節(jié)不連續(xù),系統(tǒng)風(fēng)壓很容易出現(xiàn)波動(dòng)。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造,可一勞永逸解決解決以上問(wèn)題,還可提高自動(dòng)控制水平,通過(guò)節(jié)能收回投資。同時(shí)利用高壓變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的平穩(wěn)調(diào)節(jié),穩(wěn)定系統(tǒng)的工作狀態(tài),延長(zhǎng)鍋爐各部件的使用壽命。
1.1.3送、引風(fēng)機(jī)都改變頻控制后可實(shí)現(xiàn)#2鍋爐爐膛負(fù)壓的自動(dòng)調(diào)節(jié),滿足華潤(rùn)控股安評(píng)整改對(duì)自動(dòng)投入的要求。
1.1.4降低電機(jī)啟動(dòng)電流:變頻改造前電機(jī)啟動(dòng)電流一般為額定電流的6~8倍,而通過(guò)高壓變頻器可實(shí)現(xiàn)高壓電機(jī)的軟啟動(dòng),降低電機(jī)啟動(dòng)電流,延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命,降低電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
1.1.5提高電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù):變頻改造前,風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)在0.85左右,變頻改造后風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)均在0.96以上,無(wú)需增加無(wú)功補(bǔ)償裝置即可降低供電容量,具備良好的潛在效益。
1.1.6降低噪音:由于擋板調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí),風(fēng)對(duì)擋板造成巨大沖擊,不僅對(duì)設(shè)備損壞嚴(yán)重,而且噪音大,對(duì)運(yùn)行人員健康造成影響,而采用變頻調(diào)節(jié)后,電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)噪音降低,去除了由于風(fēng)對(duì)擋板沖擊而造成的噪音,改善了運(yùn)行人員的工作環(huán)境。
2.高壓變頻器在鍋爐送、引風(fēng)機(jī)上實(shí)際應(yīng)用
2014年08月#2爐A、B送風(fēng)機(jī)高壓變頻器正式投入運(yùn)行,2015年04月#2爐A、B引風(fēng)機(jī)高壓變頻器正式投入運(yùn)行。
2.1高壓變頻器應(yīng)用簡(jiǎn)介
2.1.1送風(fēng)機(jī)高壓變頻器安裝
2.1.1.1在檢修大廳東側(cè)4米層位置用鋼架結(jié)構(gòu)支起7m×7m樓板,樓板承重大于8噸。樓板預(yù)制#10槽鋼用于固定高壓變頻器柜和旁路柜、輔助電源柜,空調(diào)底座。槽鋼頂部平面露出樓面1cm,槽鋼和主廠房主接地網(wǎng)2點(diǎn)以上可靠接地,接地電阻不大于4歐姆。
2.1.1.2在高壓變頻器小室的南側(cè)水泥墻預(yù)留面積3m2入風(fēng)口,入風(fēng)口墻外采用百葉窗防雨,內(nèi)部采用雙層隔灰濾網(wǎng)隔方便更換過(guò)濾棉。預(yù)留2個(gè)0.8m2出風(fēng)口用做#2B送風(fēng)機(jī)高壓變頻器排風(fēng),南墻底部預(yù)留3個(gè)空調(diào)冷卻介質(zhì)銅管和出水口的孔洞。
2.1.1.3高壓變頻器小室東側(cè)和北側(cè)采用防火活動(dòng)板作為墻面,北側(cè)活動(dòng)板預(yù)留2個(gè)0.8m2出風(fēng)口用做#2A送風(fēng)機(jī)高壓變頻器排風(fēng)。
2.1.1.4高壓變頻器小室加裝三臺(tái)5P制冷空調(diào),空調(diào)和高壓變頻器輔助電源采用雙電源手動(dòng)切換方式。
2.1.1.5利用原有#2爐A、B送風(fēng)機(jī)在6KVⅡ段配電間電源開(kāi)關(guān),在電機(jī)與開(kāi)關(guān)之間增設(shè)一套變頻裝置。高壓變頻器柜、旁路柜、輔助電源柜與底部槽鋼通過(guò)多點(diǎn)焊接,可靠連接。高壓斷路器與高壓變頻器之間、高壓變頻器與電機(jī)之間均為高壓動(dòng)力電纜連接,電纜充分利舊。
1.1.1.1高壓變頻器、控制電源柜、旁路柜的電纜全部采用柜頂進(jìn)線柜頂出線方式,地面鋪設(shè)高壓絕緣墊。
1.1.1.2高壓電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)合格。
1.1.1.3高壓變頻器調(diào)節(jié)與監(jiān)控全部由DCS實(shí)現(xiàn),高壓變頻器小室裝遠(yuǎn)程溫度測(cè)點(diǎn),裝溫濕度計(jì)。
1.1.1.4原有擋板及控制回路保留。
1.1.1引風(fēng)機(jī)高壓變頻器安裝
1.1.1.1#2爐A、B引風(fēng)機(jī)高壓變頻器安裝于灰控樓0米層房?jī)?nèi),房間尺寸寬6.1m,長(zhǎng)6.7m,高4m。冷卻方式采用通過(guò)風(fēng)道排出室外,并加裝三臺(tái)5P制冷空調(diào)強(qiáng)制冷卻。空調(diào)和高壓變頻器輔助電源、小室照明、插座電源集中安裝在同一輔助控制柜內(nèi),該電源柜的電源采用雙電源手動(dòng)切換方式.
1.1.1.2利用原有#2爐引風(fēng)機(jī)在6KVⅡ段配電間電源開(kāi)關(guān),在電機(jī)與開(kāi)關(guān)之間增設(shè)一套變頻裝置。高壓斷路器與高壓變頻器之間的高壓電纜利舊,高壓變頻器與電機(jī)之間電纜重新敷設(shè)。
1.1.1.3高壓變頻器柜體接地部分與主廠房接地系統(tǒng)相連。采用40*5mm接地鍍鋅扁鋼,接地線為50mm²,接地電阻小于4歐姆。輸入輸出電纜的屏蔽層接高壓變頻器的總接地點(diǎn)。
1.1.1.4高壓變頻器柜體基礎(chǔ)應(yīng)平整,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用#10槽鋼,基礎(chǔ)型鋼埋在基礎(chǔ)里,其頂部平面比地平面高1cm,基礎(chǔ)型鋼可靠接地,柜體安裝并焊接在基礎(chǔ)型鋼上,保證基礎(chǔ)鋼和高壓變頻器柜體可靠連接。
1.1.1.5高壓變頻器小室開(kāi)挖深800mm,寬600mm的電纜溝將高壓變頻器柜和小室南墻處的電纜溝相連,電纜溝內(nèi)水平每1500mm預(yù)制一副雙層電纜支架,上層支架用于敷設(shè)動(dòng)力電纜,下層支架用于敷設(shè)控制電纜,支架頂層距離地面不小于300mm,層間距不小于300mm,電纜溝支架導(dǎo)體部分需用40*5mm的扁鋼連接,和我司主接地網(wǎng)相連,接地電阻小于4歐姆。
1.1.1.6電纜溝用于放置電纜溝蓋板的折口需用角鋼包邊,電纜溝蓋板的包邊需用角鋼包邊,工藝美觀。
1.1.1.7高壓變頻器小室原有的大窗戶需拆除改造成進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng),將高壓變頻器小室和電機(jī)庫(kù)相連的北門封堵,預(yù)留空間用于嵌入一臺(tái)5P空調(diào)室內(nèi)機(jī)。高壓變頻器小室西墻開(kāi)孔,預(yù)留空間嵌入一臺(tái)5P空調(diào)室內(nèi)機(jī)。
1.1.1.8高壓變頻器小室墻面底部打3個(gè)孔,用于敷設(shè)空調(diào)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的連接部分。
1.1.1.9電纜溝需做好防雨水倒灌措施,高壓變頻器小室地面敷設(shè)整塊高壓絕緣墊,應(yīng)有效防止高壓變頻器小室的負(fù)壓將電纜溝內(nèi)潮氣吸入。
1.1.1.10引風(fēng)機(jī)原使用的液力耦合器拆除,電機(jī)基礎(chǔ)前移,使電機(jī)和引風(fēng)機(jī)風(fēng)葉連接,電機(jī)原用于穿設(shè)電纜的套管應(yīng)同步前移。
1.1.1.11高壓電纜交接和預(yù)防性試驗(yàn)合格。
1.1.1.12引風(fēng)機(jī)高壓電機(jī)全部改成高速接線方式。
1.1.1.13高壓變頻器調(diào)節(jié)與監(jiān)控全部由DCS實(shí)現(xiàn)。
1.1.1.1高壓變頻器室需增加環(huán)境溫度測(cè)量,采用PT100測(cè)量元件,裝溫濕度計(jì)。
1.1.1.2原有擋板及控制回路保留。
1.1.1.3送、引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變頻改造后,原先DCS系統(tǒng)對(duì)送、引風(fēng)系統(tǒng)的控制方式發(fā)生了根本改變,對(duì)所有設(shè)計(jì)系統(tǒng)的順控、自動(dòng)邏輯和畫面進(jìn)行全面修改,增加變頻模式下操作、順控啟停、事故聯(lián)鎖、協(xié)調(diào)控制等功能。
1.1送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器系統(tǒng)簡(jiǎn)介[2]
1.1.1送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器均使用北京合康的HIVERT系列產(chǎn)品,采用手動(dòng)旁路方式,如下圖1所示:
1.1.1.1手動(dòng)旁路系統(tǒng)中有三個(gè)隔離開(kāi)關(guān)QS1、QS21和QS22,其中QS21和QS22為一個(gè)雙刀雙投的隔離開(kāi)關(guān)。雙刀雙投隔離開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是兩個(gè)方向只能合其一,實(shí)現(xiàn)自然的機(jī)械互鎖,防止誤操作將工頻電源反送到高壓變頻器輸出側(cè)而導(dǎo)致高壓變頻器損壞。
1.1.1.2變頻運(yùn)行:QS1、QS22閉合,QS21斷開(kāi),由合閘斷路器QF為高壓變頻器供電,再通過(guò)高壓變頻器本地或遠(yuǎn)程啟動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行。
1.1.1.3工頻定速運(yùn)行:QS1、QS22斷開(kāi),QS21閉合,由合閘斷路器QF直接啟動(dòng)電機(jī)定速運(yùn)行。
1.1.1.4高壓變頻器維護(hù)、修理:QS1、QS22斷開(kāi),高壓變頻器與高壓電源完全隔離。
1.1.1.5旁路系統(tǒng)與上級(jí)高壓斷路器QF有聯(lián)鎖關(guān)系,旁路系統(tǒng)隔離開(kāi)關(guān)未合到位時(shí),不允許QF合閘;QF合閘時(shí),絕對(duì)不允許操作隔離開(kāi)關(guān),以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象,確保操作人員和設(shè)備的安全。隔離開(kāi)關(guān)與QF的聯(lián)鎖通過(guò)操作手柄上的電磁鎖實(shí)現(xiàn),在QF合閘狀態(tài)下,操作手柄被鎖死。
1.1.1.6為了保護(hù)高壓變頻器,在高壓變頻器與斷路器QF之間還有電氣聯(lián)鎖,聯(lián)鎖信號(hào)有:
1.1.1.6.1合閘閉鎖:將高壓變頻器“合閘允許”信號(hào)與旁路系統(tǒng)“工頻投入”信號(hào)并聯(lián)后,串聯(lián)于高壓開(kāi)關(guān)合閘回路。在變頻投入狀態(tài)下,高壓變頻器故障或不就緒時(shí),斷路器QF合閘不允許;旁路投入狀態(tài)時(shí),合閘閉鎖無(wú)效。
1.1.1.1.1故障分閘:將高壓變頻器“分閘信號(hào)”與旁路系統(tǒng)“變頻投入”信號(hào)串聯(lián)后,并聯(lián)于高壓開(kāi)關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下,當(dāng)高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí),分?jǐn)喔邏鹤冾l器高壓輸入;旁路投入狀態(tài)下,高壓變頻器故障分閘無(wú)效。
1.1.1.1高壓開(kāi)關(guān)保護(hù)整定:按避開(kāi)高壓變頻器移相變壓器的速斷電流整定。
1.1.1該高壓變頻器采用功率單元串聯(lián)疊波技術(shù),空間矢量控制的正弦波PWM調(diào)制方法,全中文操作界面和IGBT功率器件,如下圖2所示:
圖2HIVERT高壓變頻器控制系統(tǒng)圖
1.1主要保護(hù)功能
1.1.1輕故障分類與報(bào)警
輕故障時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),故障指示燈閃爍。輕故障包括:
1.1.1.1變壓器超溫報(bào)警
1.1.1.2單元柜超溫報(bào)警
1.1.1.3柜門打開(kāi)
系統(tǒng)對(duì)輕故障不作記憶處理,僅做故障指示,故障消失后報(bào)警自動(dòng)取消。高壓變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)輕故障報(bào)警,系統(tǒng)不停機(jī)。停機(jī)時(shí)出現(xiàn)輕故障報(bào)警,高壓變頻器可以繼續(xù)啟動(dòng)操作。
1.1.2重故障分類與報(bào)警
系統(tǒng)發(fā)生下列故障時(shí),按照重故障處理:
1.1.2.1外部故障
1.1.2.2變壓器過(guò)熱
1.1.2.3電機(jī)過(guò)流
1.1.2.4柜溫過(guò)熱
1.1.2.5單元故障
1.1.2.6高壓變頻器過(guò)流
高壓失電
1.1.1.1接口板故障
1.1.1.2控制器不通訊
1.1.1.3接口板不通訊
1.1.1.4系統(tǒng)超速
1.1.1.5主控板故障
其中單元故障包括:缺相故障、過(guò)熱、驅(qū)動(dòng)故障、光纖故障。
重故障報(bào)警時(shí),系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)和故障指示,同時(shí)給出高壓分?jǐn)嘀噶?,并?duì)故障指示、高壓分?jǐn)嘀噶钭饔洃浱幚?。即便故障消失,故障指示、高壓分?jǐn)嘀噶钜廊槐3?。待故障排除并?duì)系統(tǒng)復(fù)位后,高壓變頻器恢復(fù)到系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。系統(tǒng)發(fā)生重故障報(bào)警,高壓變頻器進(jìn)線高壓電源將自動(dòng)分?jǐn)唷?/p>
1.1節(jié)能效果分析
為對(duì)#2爐送、引風(fēng)機(jī)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行了一個(gè)月的采樣,數(shù)據(jù)如表1所示。
表1#2爐送、引風(fēng)機(jī)對(duì)比數(shù)據(jù)
|
改造后數(shù)據(jù) |
改造前同期數(shù)據(jù) |
節(jié)電分析 |
|||||
日期 |
引風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī) 單耗下降(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗下降(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī)節(jié)電(kWh) |
送風(fēng)機(jī)節(jié)電(kWh) |
1日 |
1.22 |
1.14 |
2.14 |
1.91 |
0.92 |
0.77 |
3991 |
3356 |
2日 |
1.31 |
1.16 |
2.19 |
1.90 |
0.88 |
0.74 |
4186 |
3527 |
3日 |
1.38 |
1.21 |
2.17 |
1.87 |
0.79 |
0.66 |
3743 |
3130 |
4日 |
1.38 |
1.21 |
2.23 |
1.91 |
0.85 |
0.69 |
4071 |
3321 |
5日 |
1.38 |
1.18 |
2.12 |
1.90 |
0.74 |
0.72 |
3553 |
3460 |
6日 |
1.38 |
1.20 |
2.13 |
1.88 |
0.75 |
0.68 |
3555 |
3237 |
7日 |
1.34 |
1.15 |
2.18 |
1.88 |
0.84 |
0.72 |
4011 |
3468 |
8日 |
1.42 |
1.19 |
2.20 |
1.87 |
0.78 |
0.68 |
3941 |
3436 |
9日 |
1.40 |
1.21 |
2.15 |
1.86 |
0.75 |
0.65 |
3726 |
3216 |
10日 |
1.36 |
1.17 |
2.13 |
1.87 |
0.77 |
0.70 |
3652 |
3320 |
11日 |
1.40 |
1.17 |
2.23 |
1.92 |
0.83 |
0.75 |
3964 |
3587 |
12日 |
1.37 |
1.14 |
2.14 |
1.87 |
0.77 |
0.72 |
3786 |
3540 |
13日 |
1.31 |
1.11 |
2.15 |
1.87 |
0.84 |
0.76 |
4005 |
3606 |
14日 |
1.56 |
1.26 |
2.28 |
1.92 |
0.72 |
0.65 |
3699 |
3349 |
15日 |
1.63 |
1.29 |
2.22 |
1.91 |
0.59 |
0.62 |
3074 |
3205 |
16日 |
1.34 |
1.19 |
2.19 |
1.88 |
0.85 |
0.69 |
4130 |
3369 |
17日 |
1.34 |
1.17 |
2.28 |
1.89 |
0.94 |
0.73 |
4513 |
3485 |
18日 |
1.33 |
1.16 |
2.23 |
1.90 |
0.90 |
0.73 |
4322 |
3539 |
19日 |
1.37 |
1.23 |
2.22 |
1.90 |
0.85 |
0.67 |
4082 |
3205 |
20日 |
1.39 |
1.22 |
2.26 |
1.90 |
0.86 |
0.68 |
4199 |
3301 |
21日 |
1.35 |
1.17 |
2.25 |
1.87 |
0.91 |
0.70 |
4433 |
3432 |
22日 |
1.34 |
1.17 |
2.26 |
1.88 |
0.93 |
0.71 |
4432 |
3399 |
23日 |
1.34 |
1.15 |
2.26 |
1.91 |
0.93 |
0.76 |
4424 |
3627 |
24日 |
1.38 |
1.18 |
2.31 |
1.92 |
0.93 |
0.75 |
4384 |
3528 |
25日 |
1.38 |
1.19 |
2.33 |
1.91 |
0.95 |
0.72 |
4540 |
3441 |
26日 |
1.38 |
1.16 |
2.36 |
1.91 |
0.98 |
0.75 |
4659 |
3541 |
27日 |
1.38 |
1.19 |
2.41 |
1.90 |
1.03 |
0.72 |
4874 |
3379 |
28日 |
1.36 |
1.15 |
2.33 |
1.90 |
0.97 |
0.75 |
4654 |
3582 |
29日 |
1.40 |
1.20 |
2.30 |
1.89 |
0.90 |
0.69 |
4281 |
3308 |
30日 |
1.39 |
1.21 |
2.33 |
1.94 |
0.94 |
0.73 |
4496 |
3493 |
31日 |
1.36 |
1.16 |
2.30 |
1.91 |
0.94 |
0.75 |
4460 |
3546 |
總 |
1.38 |
1.18 |
2.24 |
1.90 |
0.86 |
0.71 |
127839 |
105932 |
|
改造后數(shù)據(jù) |
改造前同期數(shù)據(jù) |
節(jié)電分析 |
|||||
日期 |
引風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī) 單耗下降(kWh/t) |
送風(fēng)機(jī) 單耗下降(kWh/t) |
引風(fēng)機(jī)節(jié)電(kWh) |
送風(fēng)機(jī)節(jié)電(kWh) |
1日 |
1.22 |
1.14 |
2.14 |
1.91 |
0.92 |
0.77 |
3991 |
3356 |
2日 |
1.31 |
1.16 |
2.19 |
1.90 |
0.88 |
0.74 |
4186 |
3527 |
3日 |
1.38 |
1.21 |
2.17 |
1.87 |
0.79 |
0.66 |
3743 |
3130 |
4日 |
1.38 |
1.21 |
2.23 |
1.91 |
0.85 |
0.69 |
4071 |
3321 |
5日 |
1.38 |
1.18 |
2.12 |
1.90 |
0.74 |
0.72 |
3553 |
3460 |
6日 |
1.38 |
1.20 |
2.13 |
1.88 |
0.75 |
0.68 |
3555 |
3237 |
7日 |
1.34 |
1.15 |
2.18 |
1.88 |
0.84 |
0.72 |
4011 |
3468 |
8日 |
1.42 |
1.19 |
2.20 |
1.87 |
0.78 |
0.68 |
3941 |
3436 |
9日 |
1.40 |
1.21 |
2.15 |
1.86 |
0.75 |
0.65 |
3726 |
3216 |
10日 |
1.36 |
1.17 |
2.13 |
1.87 |
0.77 |
0.70 |
3652 |
3320 |
11日 |
1.40 |
1.17 |
2.23 |
1.92 |
0.83 |
0.75 |
3964 |
3587 |
12日 |
1.37 |
1.14 |
2.14 |
1.87 |
0.77 |
0.72 |
3786 |
3540 |
13日 |
1.31 |
1.11 |
2.15 |
1.87 |
0.84 |
0.76 |
4005 |
3606 |
14日 |
1.56 |
1.26 |
2.28 |
1.92 |
0.72 |
0.65 |
3699 |
3349 |
15日 |
1.63 |
1.29 |
2.22 |
1.91 |
0.59 |
0.62 |
3074 |
3205 |
16日 |
1.34 |
1.19 |
2.19 |
1.88 |
0.85 |
0.69 |
4130 |
3369 |
17日 |
1.34 |
1.17 |
2.28 |
1.89 |
0.94 |
0.73 |
4513 |
3485 |
18日 |
1.33 |
1.16 |
2.23 |
1.90 |
0.90 |
0.73 |
4322 |
3539 |
19日 |
1.37 |
1.23 |
2.22 |
1.90 |
0.85 |
0.67 |
4082 |
3205 |
20日 |
1.39 |
1.22 |
2.26 |
1.90 |
0.86 |
0.68 |
4199 |
3301 |
21日 |
1.35 |
1.17 |
2.25 |
1.87 |
0.91 |
0.70 |
4433 |
3432 |
22日 |
1.34 |
1.17 |
2.26 |
1.88 |
0.93 |
0.71 |
4432 |
3399 |
23日 |
1.34 |
1.15 |
2.26 |
1.91 |
0.93 |
0.76 |
4424 |
3627 |
24日 |
1.38 |
1.18 |
2.31 |
1.92 |
0.93 |
0.75 |
4384 |
3528 |
25日 |
1.38 |
1.19 |
2.33 |
1.91 |
0.95 |
0.72 |
4540 |
3441 |
26日 |
1.38 |
1.16 |
2.36 |
1.91 |
0.98 |
0.75 |
4659 |
3541 |
27日 |
1.38 |
1.19 |
2.41 |
1.90 |
1.03 |
0.72 |
4874 |
3379 |
28日 |
1.36 |
1.15 |
2.33 |
1.90 |
0.97 |
0.75 |
4654 |
3582 |
29日 |
1.40 |
1.20 |
2.30 |
1.89 |
0.90 |
0.69 |
4281 |
3308 |
30日 |
1.39 |
1.21 |
2.33 |
1.94 |
0.94 |
0.73 |
4496 |
3493 |
31日 |
1.36 |
1.16 |
2.30 |
1.91 |
0.94 |
0.75 |
4460 |
3546 |
總 |
1.38 |
1.18 |
2.24 |
1.90 |
0.86 |
0.71 |
127839 |
105932 |
送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器改造后較同期每月節(jié)約用電23.3萬(wàn)kWh(節(jié)電量按單耗下降值與蒸發(fā)量乘積來(lái)計(jì)算,蒸發(fā)量取小值),#2爐引風(fēng)機(jī)單耗下降0.86kWh/t,#2爐送風(fēng)機(jī)單耗下降0.71kWh/t,廠用電率約下降0.31%,全年折算節(jié)電約280萬(wàn)kWh。
1.高壓變頻器在送、引風(fēng)機(jī)上應(yīng)用后總結(jié)
1.1#2爐送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器總投資約135萬(wàn)元,每月為公司節(jié)約11.65萬(wàn)元,上網(wǎng)電價(jià)按0.5元/kWh計(jì)算,預(yù)計(jì)12個(gè)月左右收回成本,節(jié)能效果非常明顯。
1.2把握高壓變頻器抵抗電網(wǎng)干擾能力
當(dāng)雷雨天時(shí)最可能發(fā)生電網(wǎng)電壓波動(dòng),對(duì)高壓變頻器來(lái)說(shuō)就存在一個(gè)“低電壓穿越”難題。對(duì)此我司送、引風(fēng)機(jī)使用的高壓變頻器有如下功能:
1.2.1當(dāng)系統(tǒng)電壓在額定電壓的115%至80%(含)時(shí),高壓變頻器可正常輸出,不受影響。
1.2.2當(dāng)系統(tǒng)電壓在額定電壓的80%至60%(含)時(shí),高壓變頻器電流輸出會(huì)增加,此時(shí)高壓變頻器可配合“限流功能”(限流系數(shù)可參數(shù)調(diào)整),自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速,降低輸出功率,當(dāng)負(fù)載為風(fēng)機(jī)類負(fù)載時(shí),此功能能發(fā)揮更好的效果,高壓變頻器可以借助負(fù)載側(cè)的能量回灌的功能,使高壓變頻器在短時(shí)間內(nèi)維持運(yùn)行而不跳閘。
當(dāng)系統(tǒng)電壓在額定電壓的60%以下時(shí),如果持續(xù)時(shí)間不超過(guò)1S,高壓變頻器的“瞬1.1.1時(shí)停電功能”啟動(dòng),在極短時(shí)間內(nèi)調(diào)整IGBT觸發(fā)角度,瞬時(shí)將電機(jī)由原來(lái)的拖動(dòng)狀態(tài)變化到再生狀態(tài),使負(fù)載的能力回灌到高壓變頻器中,高壓變頻器可借此能量在0-1000ms內(nèi)正常運(yùn)行而不會(huì)跳閘保護(hù)。
1.1.2當(dāng)系統(tǒng)電壓在額定電壓的60%以下時(shí),如果持續(xù)時(shí)間超過(guò)1s至99s內(nèi),高壓變頻器可配合“高壓失電自啟動(dòng)”功能,使高壓變頻器處于靜默狀態(tài),不發(fā)任何故障信號(hào),如果高壓在1s至99s送電正常,高壓變頻器仍然按照原有的控制方式運(yùn)行,并且高壓變頻器自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并按照電機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)運(yùn)行到相應(yīng)的運(yùn)行頻率上。
1.1.3在經(jīng)歷多次外網(wǎng)電壓波動(dòng)情況,我廠送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器均通過(guò)了考驗(yàn)。
1.1嚴(yán)格控制高壓變頻器的運(yùn)行環(huán)境
我司送、引風(fēng)機(jī)高壓變頻器均采用外循環(huán)方式。高壓變頻器“三分靠修理,七分靠保養(yǎng)”,對(duì)環(huán)境的要求比較嚴(yán)格。
1.1.1在高壓變頻器小室設(shè)計(jì)的時(shí)候就將高壓變頻器入口盡量擴(kuò)大,裝設(shè)空氣初效過(guò)濾棉,并執(zhí)行高壓變頻器小室濾網(wǎng)15天更換一次,高壓變頻器本體濾網(wǎng)30天更換一次。
1.1.2高壓變頻器小室出風(fēng)風(fēng)道略微朝下安裝,防止雨水倒灌,同時(shí)避開(kāi)進(jìn)風(fēng)口,防止熱空氣短路。
1.1.3高壓變頻器小室定期清掃,小室內(nèi)部裝設(shè)空調(diào),當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí),啟動(dòng)空調(diào)強(qiáng)制除濕冷卻。
1.1.4高壓變頻器長(zhǎng)時(shí)間停用后再啟動(dòng),要求通風(fēng)機(jī)運(yùn)行15分鐘以后才能啟動(dòng)高壓變頻器,這樣做可以提前發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)缺陷,讓高壓變頻器內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件得到緩沖,還可以吸出高壓變頻器內(nèi)部的潮氣,提高變頻器的使用壽命。
1.1.5平時(shí)巡檢用A4紙檢查高壓變頻器本體濾網(wǎng)吸風(fēng)能力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)缺陷。
1.2#2爐引風(fēng)機(jī)成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
1.2.1#2爐引風(fēng)機(jī)將爐膛壓力的平均值作為跟蹤量,通過(guò)PID調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
1.2.2對(duì)爐膛壓力信號(hào)加阻尼,優(yōu)化PID調(diào)節(jié)模型中的微積分系數(shù),成功解決了爐膛壓力控制不穩(wěn)定的難題。
1.3通過(guò)高壓變頻器改造后,電氣專業(yè)再也不需要在異常工況下對(duì)引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變級(jí)作業(yè),提高了系統(tǒng)和人員的安全可靠系數(shù)。
1.4在對(duì)#2爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻器改造的同時(shí),機(jī)務(wù)對(duì)#2鍋爐空預(yù)器進(jìn)行了清洗,#2爐風(fēng)煙系統(tǒng)阻力減輕后對(duì)引風(fēng)機(jī)單耗下降也有較大的幫助。
1.5在應(yīng)用高壓變頻器之前,擋板控制可靠性高,設(shè)備故障率低,但是系統(tǒng)損耗很大。液力耦合器調(diào)速控制可以改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,有著較好的節(jié)能效果,但設(shè)備本身耗能較大,噪聲大,維修麻煩,不適宜應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備上。[1]
高壓變頻器是高新技術(shù),控制靈活,應(yīng)用方便,可遠(yuǎn)程通信控制,DCS聯(lián)網(wǎng)控制,效率高,在維護(hù)得當(dāng)?shù)那闆r下壽命長(zhǎng),所以在風(fēng)機(jī)水泵等二次方遞減轉(zhuǎn)矩負(fù)載中逐步取代傳統(tǒng)調(diào)1.1速設(shè)備。高壓變頻器在風(fēng)機(jī)水泵中應(yīng)用時(shí)需考慮設(shè)備都有裕量,否則節(jié)能空間和生產(chǎn)工藝都要打折扣。
1.2送、引風(fēng)機(jī)均為離心風(fēng)機(jī),葉片直徑較大。停機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的慣量,利用通用高壓變頻器減速停機(jī),就必須要求高壓變頻器具有良好的制動(dòng)能力和抑制直流母線電壓過(guò)高能力,在實(shí)際使用過(guò)程中要合理設(shè)置高壓變頻器的加減速時(shí)間,防止報(bào)故障。
1.3在改造后的控制系統(tǒng)中,應(yīng)保留原控制系統(tǒng),并裝工頻和變頻切換裝置,防止當(dāng)高壓變頻器發(fā)生故障或定期保養(yǎng)時(shí)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
1.4如原系統(tǒng)風(fēng)阻大,風(fēng)機(jī)裕度較小時(shí),應(yīng)加大高壓變頻器容量,使高壓變頻器可以在較高頻率下運(yùn)行,保障系統(tǒng)有足夠的風(fēng)量,否則高壓變頻器可能在額定頻率附近,系統(tǒng)效率反而降低,失去采用高壓變頻器的意義。但如果高壓變頻器長(zhǎng)期在低速區(qū),系統(tǒng)效率也不高,反而會(huì)引起其他問(wèn)題。
1.5高壓變頻器啟動(dòng)前要控制風(fēng)機(jī)的倒轉(zhuǎn)速度不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速的10%,否則容易導(dǎo)致高壓變頻器啟動(dòng)困難,很可能報(bào)過(guò)流故障,影響高壓變頻器的使用壽命。
參考文獻(xiàn):
[1]高壓變頻器應(yīng)用—專業(yè)技能入門與精通,機(jī)械工業(yè)出版社
[2]HIVERT通用高壓變頻器用戶手冊(cè),北京合康億盛變頻科技股份有限公司
作者簡(jiǎn)歷:
唐群偉31歲大學(xué)本科無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
周廣云34歲大學(xué)本科無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
鄭東瑜33歲大學(xué)本科無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
梅瑞瑞28歲大學(xué)本科無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
孫磊26歲大學(xué)本科無(wú)錫藍(lán)天燃機(jī)熱電有限公司
標(biāo)簽:
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