【文章內(nèi)容簡介】 h 910 個(gè)月 910 個(gè)月 910 個(gè)月 910 個(gè)月 2 爐電機(jī)銘牌參數(shù) 1 電動(dòng)機(jī)型號 引風(fēng)機(jī)電機(jī) 一次風(fēng)機(jī) 二次風(fēng)機(jī) 2 額定功率 KW 710 630 500 3 定子額定電流 A 75 4 額定 轉(zhuǎn)速 r/min 960 1480 1480 5 額定電壓 V 6000 6000 6000 6 數(shù)量 臺 2 1 1 2 爐運(yùn)行參數(shù) 1 蒸發(fā)量 t/h 90 2 運(yùn)行電壓 V 6000 15 3 運(yùn)行電流 A 71 67 39 4 運(yùn)行時(shí)間 h 910 月 910 月 910 月 熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)銘牌參數(shù) 1 電動(dòng)機(jī)型號 熱網(wǎng)循環(huán)泵 2 額定功率 KW 300 3 定子額定電流 A 4 額定轉(zhuǎn)速 r/min 1480 5 額定電壓 V 6000 6 數(shù) 量 臺 8（ 運(yùn)行 6臺） 熱網(wǎng)循環(huán)泵運(yùn)行參數(shù) 1 運(yùn)行電壓 V 6000 2 運(yùn)行電流 A 30 3 運(yùn)行時(shí)間 h 5 個(gè)月 節(jié)能技術(shù)改造方案的選擇 本項(xiàng)目擬采用高壓變頻技術(shù)，對鍋爐風(fēng)機(jī)、給水泵、供熱循環(huán)水泵電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。控制電機(jī)的 轉(zhuǎn) 速，實(shí)現(xiàn)用風(fēng)機(jī)或水泵的 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取代風(fēng)門擋板或閥門調(diào)節(jié)，以節(jié)省大量的消耗在風(fēng)門擋板和閥門上的能量。同時(shí)，風(fēng)量和給水流量的變化由非線性改善為線性，使得鍋爐的水位控制、爐膛的燃燒效能控制變得更及時(shí)、精確，使供熱 16 二環(huán)網(wǎng)水流量得到合理調(diào)解。 （ 1） 高壓變頻技術(shù)發(fā)展概況 高壓變頻技術(shù)及其相關(guān)衍生產(chǎn)品是近年來世界范圍內(nèi)電力電子行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，它不僅涉及大功率交流電動(dòng)機(jī)的各類負(fù)載的調(diào)速和節(jié)能，也與其它一些關(guān)系國計(jì)民生的重點(diǎn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步息息相關(guān)。在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)過程中，必須注意最大幅度提升用電效能，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能也是我國長期規(guī)劃中重點(diǎn)工程之一?？梢哉f高壓變頻作為節(jié)能降耗技術(shù)正廣泛應(yīng)用于電力、石油、冶金、市政等多個(gè)行業(yè)電機(jī)系統(tǒng)，成為電力節(jié)能降耗的科學(xué)方法之一。 我國與發(fā)達(dá)國家相比電能利用率及使用價(jià)值相差非常大，因此必須在節(jié)能降耗，提高利用率上下功夫。據(jù)統(tǒng) 計(jì)，我國應(yīng)用高壓變頻技術(shù)設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品累計(jì)運(yùn)行，每年節(jié)約電量相當(dāng)于一臺 300MW 發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量。由此來說，高壓變頻技術(shù)正在起到引領(lǐng)效力電能革命的作用。 變頻技術(shù)的發(fā)展始終與電力電子元器件的發(fā)展密不可分，從大功率二極管到可控硅器件，再從 IGBT 到 IGCT，每一次元器件的飛躍都會(huì)帶動(dòng)變頻器技術(shù)的發(fā)展。八十年代初，美國 RCA 公司和 GE 公司推出新的 IGBT 元器件之后，就在低壓變頻領(lǐng)域產(chǎn)生了一次變革。從日本三墾公司 1988 年第一臺低壓變頻器進(jìn)入中國后，直到上世紀(jì)九十年代初，中國企業(yè)才開始認(rèn)識變頻器的作用并嘗試使用 。 由于高壓變頻器技術(shù)的復(fù)雜性和高昂的采購價(jià)格，從八十年代開 17 始，我國某些行業(yè)在必需的前提下，從國外進(jìn)口了少量的該類裝置（含采用 GTO 器件制造的），比如冶金系統(tǒng)： 1978 年，在設(shè)計(jì)寶山鋼鐵公司時(shí)，技術(shù)人員就考慮采用了交 交方式的大功率高壓變頻器；河北遷西潘家口水庫（為天津供水） 1988 年從歐洲 BBC 公司（ ABB 合并前三公司之一）進(jìn)口了一套 60,000kW 的高壓變頻裝置，該裝置采用一拖三方式為三臺水輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)變頻啟動(dòng)送電；另據(jù)了解，同為60,000kW 的變頻器在三峽葛洲壩水庫也有一臺。但真正在全國各行業(yè)中的大功率風(fēng)機(jī)、水泵上使用變頻調(diào)速裝置直到今天也遠(yuǎn)沒有普及，為了滿足工藝工況和節(jié)能的迫切需要，許多企業(yè)采取了液力藕合、串極調(diào)速等調(diào)速方式。同時(shí)，隨著通用變頻器市場的不斷擴(kuò)大和發(fā)展，企 業(yè)用戶越來越需要一種性能優(yōu)越，質(zhì)量可靠，價(jià)格合理的高壓變頻調(diào)速裝置。而高壓變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，正順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個(gè)全新的智能電機(jī)時(shí)代，一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式，使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無須任何改動(dòng)的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，作為大容量傳動(dòng)的高壓變頻調(diào)速技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，使用范圍基本上覆蓋了我國各主要行業(yè)，如 :電力、冶金、石油、化工、造紙等。產(chǎn)品電壓等級包括 3kV、 6kV 和 10kV 以及 油田專用潛油電泵使用的 1600V～ 2400V 產(chǎn)品，基本可拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等各類負(fù)載。高壓電動(dòng)機(jī)利用高壓變頻器可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，既可滿足生產(chǎn)工藝過程對電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制的要求，又可大幅度的節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。 18 采用新型高壓大功率電力電子器件構(gòu)造的直接“高 高 ” 式 變頻器，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠的特點(diǎn)，有很好的調(diào)速和起動(dòng)與制動(dòng)性能。由于采用可 控整流和全控器件 進(jìn)行開關(guān)調(diào)制，具有輸入側(cè)高功率因數(shù)、控制性能優(yōu)良 和 運(yùn)行效率 高 等特點(diǎn) 。特 別是通過改變送給電動(dòng)機(jī)的電流的頻率，在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行高效率的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，可以取 得很好的 節(jié)電效果，在風(fēng)機(jī)和水泵的節(jié)能改造上已經(jīng)得到廣泛證實(shí) 。 （ 2）高壓變頻調(diào)速節(jié)能原理 通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)（或水泵）類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速 n 與流量 q、壓力（揚(yáng)程） h 以及軸功率 p 具有如下關(guān)系 : q1/ q2＝ n1/n2 h1/ h2＝（ n1/n2） 2 p1/ p2＝（ n1/n2） 3 式中： q h p1— 風(fēng)機(jī)（或水泵）在 n1 轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率； q h p2— 風(fēng)機(jī)（或水泵）在 n2 轉(zhuǎn)速時(shí)的相似工況條件下的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率。 由公式可知，風(fēng)機(jī)（或水泵）的流 量與其轉(zhuǎn)速成正比，壓力（或揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。 由公式可知，在其它運(yùn)行條件不變的情況下，通過下調(diào)電機(jī)的運(yùn)行速度，其節(jié)電效果是與轉(zhuǎn)速降落成立方的關(guān)系，節(jié)電效果非常明顯。例如若工況只需要 50%的風(fēng)量或水量，則可以將電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為額定的一半，此時(shí)電機(jī)消耗的功率僅為額定時(shí)的 %，即理論上節(jié)能可達(dá) 19 %。 （ 3）高壓變頻器的選型及特點(diǎn) a. 高壓變頻器的選型 本項(xiàng)目擬選擇江蘇力普電子科技有限公司生產(chǎn)的 LPMV 高壓變頻器產(chǎn)品，該產(chǎn)品為高 高電壓源型模式，由移相變壓器， 功率單元和控制器組成。前端由一個(gè)多繞組的隔離移相變壓器供電，變壓器次級共有 18 組付邊繞組，采用 36 脈沖整流，輸入諧波均能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549— 93 對電壓和電流失真的要求。功率單元每相采用低壓功率單元串接組成，每相 6 個(gè)功率單元，三相共 18 個(gè)單元?？刂破鞑糠忠噪p DSP 高速微處理器實(shí)現(xiàn)控制以及與子微處理器間進(jìn)行通信。高壓變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)，互換性好、維修簡單，噪音低，諧波含量小，不會(huì)引起電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，對電機(jī)沒有特殊要求。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下： 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 b. 該變頻裝置 技術(shù)指標(biāo)如下： 20 1）本變頻裝置類型為直接高 — 高方式 。 2）變頻器具有良好的調(diào)節(jié)性能，可根據(jù)負(fù)荷的變化及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，在負(fù)荷從 100%調(diào)節(jié)到 40%的響應(yīng)時(shí)間可根據(jù)需要在 1s～ 3600s間任意設(shè)置 。 3）本系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波小于 %，小于“ GB/T14549”電能質(zhì)量“公用電網(wǎng)諧波”及“ IEEE519”標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 。 4）采用數(shù)字微處理器控制器，具有就地監(jiān)控方式和遠(yuǎn)方監(jiān)控方式。在就地監(jiān)控方式下，通過觸摸屏鍵盤和其顯示，可進(jìn)行就地啟動(dòng)、停止變頻器，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速、頻率；控制窗口采用全中文 WINDOWS 操作界面， 彩色液晶觸摸屏，各種功能、參數(shù)設(shè)定均采用中文。本設(shè)備具有故障自診斷功能，中文指示所發(fā)生的故障類型、故障位置，并在就地顯示同時(shí)異地（監(jiān)控室）報(bào)警 。 5）變頻裝置的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，能方便地從機(jī)架上抽出、移動(dòng)和變換，所有單元可以互換；具有內(nèi)部單元旁路和外部工頻旁路功能，每臺變頻器備有一臺備用模塊單元，如某一模塊單元出現(xiàn)故障時(shí)，則此模塊單元自動(dòng)旁路短路，此時(shí)變頻器照常工作，待適當(dāng)時(shí)候能停機(jī)或轉(zhuǎn)換到工頻旁路運(yùn)行時(shí)，更換上備用模塊單元 。 6）系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障、 220V 控制電源消失或按下緊急 停機(jī)按鈕時(shí)，變頻器高壓開關(guān)跳閘，切斷電源 。 7）變頻裝置具有故障自診斷功能，對所發(fā)生的故障類型及故障位置提供中文指示，在就地顯示并遠(yuǎn)方報(bào)警，便于運(yùn)行人員和檢修人員 21 能辨別和解決所出現(xiàn)的問題 。 8）冷卻系統(tǒng)可靠，采用德國 ebm 公司的風(fēng)機(jī)散熱，平均無故障時(shí)間≥變頻裝置本身，此種風(fēng)機(jī)的可靠性高，不需考慮冗余配置。報(bào)警信號遠(yuǎn)傳到控制室。每一套冷卻裝置拆裝方便，滿足變頻裝置的安全可靠地運(yùn)行 。 9）變頻器內(nèi)部通訊采用光纖連接；變頻裝置柜內(nèi)強(qiáng)電信號和弱電信號分開布置，以避免干擾；柜內(nèi)設(shè)有屏蔽端子和接地設(shè)施 。 10）變頻器對 本體控制系統(tǒng)的就地控制柜無諧波影響 。 11）變頻裝置能接受機(jī)組分散控制系統(tǒng) DCS 或其它控制系統(tǒng)的控