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1、大連開發(fā)區(qū)熱電廠高壓變頻器應(yīng)用情況介紹大連開發(fā)區(qū)熱電廠是目前大連開發(fā)區(qū)唯一的以供熱為主,熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤電廠。目前總裝機(jī)容量為14.4萬kW、兩臺6萬kW和兩臺1.2萬kW機(jī)組,兩臺75t/h,一臺130t/h,三臺220t/h鍋爐。2000年,大連開發(fā)區(qū)熱電廠重組,成為國電電力發(fā)展股份有限公司下屬的全資發(fā)電、供熱企業(yè)。近年來,隨著電、煤價(jià)格逐步上漲,我廠發(fā)電成本逐年增加,為降低廠用電率,我們通過多方調(diào)研,決定對廠內(nèi)的高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造,以提高企業(yè)的市場競爭能力。大連開發(fā)區(qū)熱電廠是目前大連開發(fā)區(qū)唯一的以供熱為主,熱電聯(lián)產(chǎn)的燃煤電廠。目前總裝機(jī)容量為14.4萬kW、兩臺6萬kW和兩臺1.2萬
2、kW機(jī)組,兩臺75t/h,一臺130t/h,三臺220t/h鍋爐。2000年,大連開發(fā)區(qū)熱電廠重組,成為國電電力發(fā)展股份有限公司下屬的全資發(fā)電、供熱企業(yè)。近年來,隨著電、煤價(jià)格逐步上漲,我廠發(fā)電成本逐年增加,為降低廠用電率,我們通過多方調(diào)研,決定對廠內(nèi)的高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造,以提高企業(yè)的市場競爭能力。我廠二期三臺220t/h鍋爐,配備四臺高壓給水泵。四臺水泵入口側(cè)的取水均取自除氧器出口的公用母管,給水泵出口側(cè)均匯入同一母管,鍋爐的給水量靠水位調(diào)節(jié)門進(jìn)行控制,如果給水量偏差大的時(shí)候,就需要開給水再循環(huán)門,部分水量再回到除氧器,形成了自循環(huán),浪費(fèi)了大量的水資源和電力資源,有較大的節(jié)能潛力。熱網(wǎng)
3、循環(huán)泵改造前,供熱負(fù)荷變化時(shí)需要通過調(diào)節(jié)泵的出口門的開度來調(diào)節(jié)水量,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。調(diào)速改造后,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,也具有非常大的節(jié)能潛力。2005年,我們實(shí)地考查并比較了多家高壓變頻器生產(chǎn)廠家,最終,選擇了國內(nèi)高壓變頻器市場占有率最高的北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器,對一臺鍋爐給水泵電機(jī)和一臺熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。1主回路方案變頻控制為一拖一方案,配備一臺變頻器。變頻調(diào)速系統(tǒng)接于6kV電壓等級的主動(dòng)力電源系統(tǒng),用于電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。為增加運(yùn)行安全性,變頻系統(tǒng)增加旁路,設(shè)計(jì)方
4、案如下:此方案是手動(dòng)旁路的典型方案,原理是由3個(gè)高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成(見左圖)。要求QS2和QS3不能同時(shí)閉合,在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。變頻運(yùn)行時(shí),QS1和QS2閉合,QS3斷開;工頻運(yùn)行時(shí),QS3閉合,QS1和QS2斷開。為了實(shí)現(xiàn)變頻器故障保護(hù),變頻器對現(xiàn)場高壓斷路器QF進(jìn)行連鎖,一旦變頻器故障,變頻器跳開QF。電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí),變頻器允許QF合閘,撤消對QF的跳閘信號,使電機(jī)能正常通過QF合閘工頻啟動(dòng)。2鍋爐給水泵和電機(jī)的參數(shù)3熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)參數(shù)4變頻器的選型根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),鍋爐給水泵電機(jī)的最大工作電流不超過150A,據(jù)此選用變頻器的型號為HARSVERT-A06/170,變頻
5、器額定輸出電流為170A,完全滿足現(xiàn)場負(fù)載運(yùn)行的要求。熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)配套變頻器選用型號為HARSVERT-A06/050,變頻器額定電流為50A,同電機(jī)額定容量匹配,滿足用戶要求。5給水泵變頻器的現(xiàn)場控制實(shí)現(xiàn)給水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)采用外接4-20mA電流源來控制變頻器的輸出頻率,該電流源信號來自于一塊Anthone牌LU-900M智能調(diào)節(jié)儀。該控制儀表接入4-20mA管道壓力信號,儀表帶有PI控制器,可以通過控制儀表盤調(diào)節(jié)設(shè)定值,同時(shí)該儀表還可以對閉環(huán)控制和開環(huán)控制進(jìn)行無擾切換。系統(tǒng)圖如下:6節(jié)能效果鍋爐給水泵改造前電機(jī)電流約為120130A,改造后電機(jī)電流變?yōu)椋?0110A。熱網(wǎng)循環(huán)泵改造前后,
6、循環(huán)泵流量基本相同,改造前電機(jī)電流約為55A左右,改造后電流約為45A。7應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果1)、改善了工藝。在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中,泵的參數(shù)(尤其是流量)需時(shí)常調(diào)整,不僅需要節(jié)參數(shù),而且備用設(shè)備需時(shí)常切換。根據(jù)工藝的變動(dòng),工藝參數(shù)又主要通過調(diào)節(jié)出口門來控制,人工關(guān)小或開大閥門不僅費(fèi)事,速度慢,也縮短閥門的壽命(填料及閥桿的磨損)。采用變頻調(diào)速就不用調(diào)節(jié)出口閥,只需在控制室內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可。變頻啟動(dòng)轉(zhuǎn)速可以從零開始逐漸升高,因此,帶負(fù)荷直接啟動(dòng)不會有較大的啟動(dòng)電流,避免了通常泵組首先關(guān)閉出口閥后再啟動(dòng)的要求(無載啟動(dòng)是為了降低啟動(dòng)電流,保護(hù)電機(jī))。2)、維護(hù)量減少。采用變頻調(diào)
7、速后,可以避免因通過閥門控制使泵過多偏離額定工作區(qū)而引起的振動(dòng)。通常情況下,變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低泵的轉(zhuǎn)速,由于啟動(dòng)緩慢及轉(zhuǎn)速的降低,相應(yīng)地延長了許多零部件,特別是密封、軸承的壽命。3)、工作強(qiáng)度降低。由于調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制,機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和相應(yīng)的保護(hù)及故障報(bào)警,操作工作由手動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控,完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無人操作,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,為優(yōu)化運(yùn)營提供了可靠保證。4)、減少了對電網(wǎng)的沖擊。給水泵工頻起動(dòng)時(shí),啟動(dòng)電流達(dá)到額定電流的67倍,由于廠用電源串有電抗器供電,造成電抗器壓降過大,使廠用電系統(tǒng)母線電壓降低,對接于該母線上的負(fù)荷都會造成波動(dòng)。采用變頻調(diào)節(jié)后,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),電機(jī)啟動(dòng)電流只是額定電流,啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長,對電網(wǎng)無大的沖擊,同時(shí)減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對電機(jī)機(jī)械損傷,有效的延長了電機(jī)的使用壽命。8.小結(jié)我公司使用利德華福生產(chǎn)的高壓變頻器以來,設(shè)備一直穩(wěn)定運(yùn)行,顯著改
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