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英威騰Goodrive5000高壓變頻器在某生物質(zhì)發(fā)電公司的應(yīng)用

時(shí)間:2017-07-31 13:58:32來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語:?本文介紹了英威騰GD5000系列高壓變頻器在某綠色能源開發(fā)有限公司給水泵上的應(yīng)用。

一、引言

我國生物質(zhì)能資源非常豐富,發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景廣闊。一方面,中國農(nóng)作物播種面積有18億畝,年產(chǎn)生物質(zhì)約7億噸。相當(dāng)于3.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。此外,農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物包括稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣和棉籽殼等,也是重要的生物質(zhì)資源。另一方面,我國現(xiàn)有森林面積約1.95億公頃,森林覆蓋率20.36%,每年可獲得生物質(zhì)資源量約8億至10億噸。

同時(shí),發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電,實(shí)施煤炭替代,可顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放,產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。與傳統(tǒng)化石燃料相比,生物質(zhì)能屬于清潔燃料,燃燒后二氧化碳排放屬于自然界的碳循環(huán),不形成污染。據(jù)測(cè)算,運(yùn)營1臺(tái)2.5萬kW的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組,與同類型火電機(jī)組相比,可減少二氧化碳排放約10萬t/a。

到2025年之前,可再生能源中,生物質(zhì)能發(fā)電將占據(jù)主導(dǎo)地位。未來,利用生物質(zhì)再生能源發(fā)電已經(jīng)成為解決能源短缺的重要途徑之一。

二、項(xiàng)目介紹

該項(xiàng)目電廠容量為4×12MW,分兩期建設(shè),一期建設(shè)2×12MW供熱發(fā)電機(jī)組。每年燃用稻殼量約20萬噸,年發(fā)電量144GWH,產(chǎn)品銷售收入8489萬元,年上繳稅金1417萬元,其中增值稅1288萬元。年利潤率為10.45%,在10年后可收回成本,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

為了進(jìn)一步降低發(fā)電廠用電率,降低發(fā)電成本,提高電價(jià)競(jìng)爭力,決定對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的給水泵進(jìn)行變頻調(diào)速拖動(dòng),選用我司GD5000系列高壓變頻器。

三、系統(tǒng)方案

1.主回路方案:

由于給水泵屬于重要負(fù)載,除考慮正常運(yùn)行情況下采用變頻方案外,還需考慮變頻檢修時(shí)采用工頻運(yùn)行方案,所以經(jīng)過多方面考慮,最終采用一拖一手動(dòng)旁路方案。

圖表2一拖一手動(dòng)切換方案

一拖一手動(dòng)旁路柜是由三個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2、QS3組成。手動(dòng)旁路柜嚴(yán)格按照“五防”聯(lián)鎖要求設(shè)計(jì),變頻器輸出QS2和旁路高壓隔離開關(guān)QS3機(jī)械閉鎖,完全能夠保證變頻調(diào)速系統(tǒng)安全運(yùn)行。

在變頻運(yùn)行狀況下,QS1、QS2閉合,QS3斷開。

如需手動(dòng)切換至工頻運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)先停止變頻器輸出,斷開用戶開關(guān),再由機(jī)械操作依次斷開QS1、QS2,然后機(jī)械操作閉合QS3,使電機(jī)切換至工頻側(cè),再合上用戶開關(guān),使電機(jī)工頻運(yùn)行;

在工頻旁路運(yùn)行狀況下,QS3閉合,QS1、QS2斷開。

如需手動(dòng)切換至變頻運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)先斷開用戶開關(guān),由機(jī)械操作斷開QS3,然后由機(jī)械操作依次閉合QS2、QS1,使電機(jī)切換至變頻側(cè),再合上用戶開關(guān)。

2.控制系統(tǒng)方案

為了更方便的操作,變頻器的起停在機(jī)旁箱進(jìn)行控制,在DCS上進(jìn)行監(jiān)控。頻率調(diào)節(jié)通過前級(jí)的傳感器返回的電流模擬量信號(hào)(4—20mA)進(jìn)行PID控制。其具體控制信號(hào)如下:

1)合閘允許:常開接點(diǎn),閉合有效,此信號(hào)串聯(lián)在供電高壓開關(guān)柜的合閘回路中,當(dāng)變頻器自檢完成或系統(tǒng)處于工頻狀態(tài)時(shí),信號(hào)閉合,允許用戶合高壓電;

2)高壓跳閘:常閉接點(diǎn),斷開有效,此信號(hào)并聯(lián)在供電高壓開關(guān)柜的分閘回路上,當(dāng)變頻器發(fā)生重大故障或急停信號(hào)有效時(shí),分?jǐn)嘤脩舾邏弘姡蝗绫?所示。

變頻器DO信號(hào),如表2所示。

以上輸出信號(hào)全部為獨(dú)立無源干接點(diǎn),默認(rèn)為常開接點(diǎn),閉合有效,容量大小為250VAC5A。

變頻器DI信號(hào),如表3所示。

以上輸入信號(hào)僅需客戶提供獨(dú)立無源干接點(diǎn),脈沖信號(hào),除急停外,其它信號(hào)均默認(rèn)為常開接點(diǎn),閉合有效;

變頻器AI信號(hào),如表4所示。

變頻器AO信號(hào),如表5所示。

四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行照片

現(xiàn)場(chǎng)變頻器運(yùn)行照片

現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)照片

五、改造后的效果:

1.變頻調(diào)速的節(jié)能

由于采用變頻調(diào)速后,風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載的節(jié)能效果最明顯,節(jié)電率可達(dá)到15%~60%,這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例,當(dāng)用戶需要的平均流量較小時(shí),風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速較低,其節(jié)能效果也是十分可觀的。而傳統(tǒng)的擋板和閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí),耗用功率變化不大。由于這類負(fù)載很多,約占交流電動(dòng)機(jī)總?cè)萘康?0%~30%。

2.網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高

原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動(dòng)時(shí),滿載時(shí)功率因數(shù)為0.81左右,實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)遠(yuǎn)低于0.8。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)后,電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.9以上,無需無功補(bǔ)償裝置就能大大的減少無功功率,滿足電網(wǎng)要求,可進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。

3.設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用下降

采用變頻調(diào)節(jié)后,由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能,在負(fù)荷率較低時(shí),電機(jī)、風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速也降低,主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕,維護(hù)周期可加長,設(shè)備運(yùn)行壽命延長;并且變頻改造后閥門開度可達(dá)100%,運(yùn)行中不承受壓力,可顯著減少閥門的維護(hù)量。變頻器運(yùn)行中,只需定期對(duì)變頻器除塵,不用停機(jī),保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。隨著生產(chǎn)的需要,調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵流量、壓力既滿足生產(chǎn)工藝的要求,工作強(qiáng)度又大大降低。采用變頻技術(shù)調(diào)速后,減少了機(jī)械磨損,維護(hù)工作量降低,檢修費(fèi)用下降。

4.用變頻調(diào)速裝置后,可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),啟動(dòng)時(shí)電流不超過電機(jī)額定電流的1.2倍,對(duì)電網(wǎng)無任何沖擊,電機(jī)使用壽命延長。在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi),電機(jī)可保證運(yùn)行平穩(wěn),損耗減小,溫升正常。風(fēng)機(jī)水泵啟動(dòng)時(shí)的噪音和啟動(dòng)電流非常小,無任何異常振動(dòng)和噪音。

5.與原來舊系統(tǒng)相比較,變頻器具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、溫升等多項(xiàng)保護(hù)功能,更完善地保護(hù)了電機(jī)。

6.操作簡單,運(yùn)行方便??赏ㄟ^計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程給定等參數(shù),實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)。

7.適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力強(qiáng)電壓工作范圍寬,電網(wǎng)電壓在-10%~+10%之間波動(dòng)時(shí),系統(tǒng)均可正常運(yùn)行。

六、結(jié)束語

隨著電力行業(yè)改革的不斷深化,以及競(jìng)價(jià)上網(wǎng)、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等政策的逐步實(shí)施,降低發(fā)電廠用電率,降低發(fā)電成本,提高電價(jià)競(jìng)爭力,已成為各發(fā)電廠努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo);采用高壓變頻技術(shù)對(duì)高能耗用電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,不僅能直接降低廠用電、降低供電煤耗、增加上網(wǎng)電量帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益,而且對(duì)設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行,減少設(shè)備故障等都起到了積極的作用。

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