高壓變頻器在熱網(wǎng)循環(huán)泵上的應(yīng)用

1、高壓變頻器在內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司熱網(wǎng)循環(huán)泵上的應(yīng)用 關(guān)鍵詞:動力源變頻調(diào)速熱網(wǎng)循環(huán)泵節(jié)能北京動力源科技股份有限公司魯鵬1.引言位于內(nèi)蒙古呼和浩特市西郊的內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司是由內(nèi)蒙古蒙電華能熱電股份有限公司、北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司和香港超寶控股有限公司共同出資組建的中外合資企業(yè)。它是內(nèi)蒙古電力行業(yè)中第一家按照中外合資企業(yè)法組建的具有獨(dú)立法人資格的中外合資發(fā)電供熱企業(yè),裝機(jī)容量 2 × 200 兆瓦。供熱面積660 萬平米。2004 年10 月,呼和浩特科林熱電有限責(zé)任公司(原呼和浩特發(fā)電廠和內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司實(shí)行“一個電廠、兩個公司、統(tǒng)一管理,分帳核算”的管理模式,統(tǒng)稱為“

2、北方聯(lián)合電力有限責(zé)任公司呼和浩特?zé)犭姀S”。2.簡介熱力網(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”的控制原則,即主要是以風(fēng)、灰、煤相互配比來完成鍋爐的經(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)荷變化時需要調(diào)節(jié)水量,如果通過調(diào)節(jié)泵的出口門的開度來實(shí)現(xiàn),實(shí)際上是靠壓損來減少給水流量,而電機(jī)的出力卻沒有變化。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,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制流量,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。2007年1月內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司經(jīng)過多方考

3、察,決定對#1熱網(wǎng)循環(huán)泵電動機(jī)實(shí)施變頻改造,采用北京動力源科技股份有限公司生產(chǎn)的HINV系列高壓變頻器。3.熱網(wǎng)泵電機(jī)參數(shù) 適配變頻器 4.系統(tǒng)改造方案4.1 系統(tǒng)主回路變頻器控制為一拖一方案。變頻器接于電壓為6 KV的主動力電源系統(tǒng),用于電動機(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: 電源母線:為高壓變頻器提供主電源的供電母線。QF:變頻器上端的高壓斷路器。QS1、QS2、QS3為柜內(nèi)高壓隔離開關(guān)示意圖。M1:需要進(jìn)行變頻改造的三相高壓異步電動機(jī),即高壓電機(jī)。控制方式:采用現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程DCS集中控制;4.2典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HINV系列高壓變頻器是北京動力源科技股份

4、有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的屬于“高-高”電壓源型高壓變頻器,由控制柜、功率單元柜、變壓器柜組成,另外配有手動或自動的工頻/變頻旁路切換功能柜,以該系統(tǒng)為例,典型結(jié)構(gòu)如圖所示: HINV系列6kV高壓變頻器典型結(jié)構(gòu)圖4.3HINV系列技術(shù)特點(diǎn)4.3.1、變頻器采用36脈沖的輸入整流,確保不對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。輸入功率因數(shù)高,無須配置功率因素補(bǔ)償器。變頻器的總諧波滿足IEEE-519標(biāo)準(zhǔn)和GB/T14549/93電能質(zhì)量、公用電網(wǎng)諧波有的關(guān)規(guī)定;4.3.2、變頻器的效率:在額定的負(fù)載情況下變頻器輸入側(cè)基波功率因數(shù)不低于0.96,變頻器整體效率在95%以上;在負(fù)荷86-100%范圍內(nèi),變頻器整體效率在97%

5、以上。4.3.3、變頻器采用內(nèi)嵌式PLC,易于使用,便于控制功能擴(kuò)展;4.3.4、變頻器控制電源使用交流380V電源,并且變頻器由自身的變壓器二次側(cè)提供備份控制電源,另外還配備有UPS電源,充分保證了在控制電源發(fā)生故障時,變頻器仍可以繼續(xù)運(yùn)行,同時提供報(bào)警信號;4.3.5、變頻器具有輸出頻率的模擬信號掉線或短路時,保持原有輸出頻率不變(保位運(yùn)行,同時提供報(bào)警信號;4.3.6、變頻裝置有完善的保護(hù)功能,用以保護(hù)變頻器和防止關(guān)鍵元件及電機(jī)的損壞。具有輸出過電流,門極驅(qū)動故障,變頻器過載,單元直流過電壓,變壓器過熱,主電源失電,通風(fēng)故障,控制電源失電,單元過熱,單元直流欠壓故障等保護(hù)功能。4.3.7

6、、變頻裝置還功率單元旁通功能,可使功率單元自動旁路退出系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)不停變頻器連續(xù)運(yùn)行;4.3.8、旁路柜系統(tǒng)還可進(jìn)行工頻旁路。旁路柜系統(tǒng)隔離開關(guān)之間和變頻裝置電源開關(guān)之間裝設(shè)機(jī)械閉鎖裝置。變頻裝置兩側(cè)的隔離開關(guān)在拉開的時候自動接地。4.3.9、變頻器對故障按輕重緩急分級處理,智能選擇報(bào)警、降額運(yùn)行、緊急停機(jī)等;4.3.10、變頻器對輸出電纜的長度沒有限制,電機(jī)不受變頻器共模電壓及dv/dt 應(yīng)力的影響;4.3.11、HINV系列變頻器采用中文操作界面,任何運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以通過人機(jī)對話界面監(jiān)視到?？梢燥@示變頻器輸出頻率、電流、電壓、功率、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警及故障信息?？蛇M(jìn)行就地人工啟動、停止變頻器,可以

7、調(diào)整轉(zhuǎn)速、頻率;4.3.12、變頻裝置在快切裝置動作后可以連續(xù)運(yùn)行,不需重新啟動;4.3.13、變頻器安裝后不影響原有綜合保護(hù)、連鎖保護(hù)的功能;5.熱網(wǎng)泵運(yùn)行工藝與改造分析 該熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)總共有四臺泵,系統(tǒng)改造前根據(jù)供熱要求調(diào)節(jié)水泵出口閥門開度來調(diào)整供熱,四臺熱網(wǎng)泵的起停一般根據(jù)供熱要求手動操作,既不能及時調(diào)整目管壓力滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求,又操作麻煩增加維護(hù)費(fèi)用。改造后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程DCS集中監(jiān)控,并且具備自動調(diào)節(jié)功能,根據(jù)實(shí)際供熱需要系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)變頻器運(yùn)行頻率,以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滿足工藝的要求。不僅節(jié)省了大量的電能量浪費(fèi),而且實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定,在系統(tǒng)維護(hù)和操作方面極大的減少了運(yùn)行成本。6.總結(jié)在內(nèi)蒙古豐泰發(fā)電有限公司#1熱網(wǎng)循環(huán)泵變頻改造后,