高壓變頻技術(shù)對(duì)凈化廠的應(yīng)用

1、高壓變頻技術(shù)對(duì)凈化廠的應(yīng)用凈化廠公用工程現(xiàn)有三套75T/h鍋爐，每臺(tái)爐配置兩臺(tái)離心式引風(fēng)機(jī)。鍋爐正常工作時(shí)兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)都運(yùn)行，保持爐膛內(nèi)的負(fù)壓。6臺(tái)6kV、185kW/電機(jī)作為鍋爐引風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)源，啟動(dòng)方式為直接啟動(dòng)，恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，鍋爐在加負(fù)荷、減負(fù)荷或運(yùn)行工況變化的過程中，采用調(diào)整引風(fēng)機(jī)的入口擋板的開度來滿足機(jī)組運(yùn)行的需求。現(xiàn)運(yùn)行方式存在如下問題：第一不僅浪費(fèi)電能，而且擋板及煙道受到較大沖擊，噪聲大，磨損嚴(yán)重；第二電機(jī)直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)電機(jī)不利；第三擋板調(diào)節(jié)動(dòng)作遲緩，執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障多等。凈化廠動(dòng)力站對(duì)B爐的831-K-202D及C爐的831-K-202E引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行改造，引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用高壓

2、變頻器調(diào)速技術(shù)，既實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的連續(xù)無極調(diào)速，又實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)沖擊及設(shè)備磨損，降低維修費(fèi)用，工藝操作人員也在控制室也實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。既有利于工藝參數(shù)的操作，又起到節(jié)能的作用。高壓變頻器是北京合康公司的HIVET-Y06/031型，250kW，變壓器容量為315kVA采用交-直-交直接高壓（高-高）方式，主電路開關(guān)元件為IGBT。變頻器采用功率單元串聯(lián)，疊波升壓，充分利用常壓變頻器的成熟技術(shù)，具有很高的可靠性。主電路開關(guān)器件是IGBT。由于單只IGBT存在絕緣問題，無法完成6kV直接變頻任務(wù)，應(yīng)用功率單元串聯(lián)升壓技術(shù)可以很好地解決該問題。圖1所示為一個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)，它的二極管三

3、相橋式整流電路由專用隔離變壓器的一組三相二次繞組供電，整流后由4只IGBT逆變成單相交流輸出。每個(gè)單元輸出電壓為690V。1圖1功率單元原理圖凈化廠采用的變頻器每相由5個(gè)功率單元串聯(lián)成得到3450V的單相電壓，三相星型聯(lián)結(jié)對(duì)應(yīng)的線電壓為6000V,三相共用15個(gè)功率單元，連接圖如圖2所示。2.1首先按照進(jìn)行變頻器參數(shù)設(shè)定，見表1.2.2然后進(jìn)行頻率試驗(yàn)（見表2）及各種保護(hù)聯(lián)鎖試驗(yàn)試驗(yàn)2.3接著進(jìn)行變頻器帶鍋爐實(shí)際負(fù)載試驗(yàn)，見表3。2.4進(jìn)行共振頻率測(cè)試，經(jīng)檢測(cè)0-50Hz范圍內(nèi)不存在共振。2.5為避免引風(fēng)機(jī)電機(jī)在低頻出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，經(jīng)測(cè)試，將變頻器運(yùn)行最小頻率設(shè)為15Hz。調(diào)試表明，變頻調(diào)速技術(shù)

4、應(yīng)用前，鍋爐正常運(yùn)行需開兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)，變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用后，即使鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行也只需開一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了“一開一備”，降低了損耗，節(jié)約了電能。3.1 提高了鍋爐效率使用高壓變頻器后，變頻器通過變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量而不再需要由風(fēng)門來調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)范圍可以從0%-100%，風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)得到了改善，工藝人員可以根據(jù)生產(chǎn)按需調(diào)節(jié)風(fēng)量，改善了操作工藝，提高了效率，減少了不必要的浪費(fèi)，鍋爐燃燒工況良好。改造后，每噸中壓蒸汽消耗燃?xì)庀陆盗?1.8%，降低了燃料消耗。3.2 啟動(dòng)性能得到改善使用高壓變頻器后，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)更平滑，避免了原來在較大慣性負(fù)荷情況下，數(shù)倍的額定起動(dòng)電流

5、對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。3.3 風(fēng)機(jī)的電耗減少高壓變頻器使用，利用自身功率因數(shù)補(bǔ)償功能，使功率因數(shù)由改造前的0.76提高至0.96,平均消耗功率由95kW降為35kVV見表4),從而減少了無功損耗，減小了電流，也減少了線損和設(shè)備的發(fā)熱。改造后，設(shè)備效率提高了63%。3.4 提高了控制精度使用變頻技術(shù)后，變頻器可以直接通過改變頻率控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)量，調(diào)整方便。變頻器調(diào)整的最小幅度，提高了控制精度，控制精度達(dá)0.1Hz,使風(fēng)機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定，避免風(fēng)機(jī)擋板調(diào)整風(fēng)量變化大，工藝生產(chǎn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。3.5 獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益我們?cè)阱仩t引風(fēng)機(jī)安裝高壓變頻器前后對(duì)鍋爐進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)標(biāo)

6、定，見表5。由表5推算，在滿足生產(chǎn)的情況下，投用一臺(tái)鍋爐一臺(tái)由高壓變頻器調(diào)速的引風(fēng)機(jī)，按一天產(chǎn)蒸汽600t，每度電按0.6元，每Nm次然氣按1元，全年按330天，計(jì)算有：一年節(jié)約電能成本=（6.5-3.8）*600*330*0.6=32萬元一年節(jié)約燃?xì)獬杀?（136-120）*600*330*1=316萬元合計(jì)節(jié)約成本=32+316=348萬元。在凈化廠鍋爐引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的變頻調(diào)速技術(shù)改造中，我們使用了國產(chǎn)的高壓變頻器，經(jīng)運(yùn)行檢驗(yàn)，該產(chǎn)品性能可靠、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)等綜合性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過技術(shù)改造，我們?cè)诮档蜕a(chǎn)成本方面獲得了初步的經(jīng)驗(yàn)，為高壓變頻器調(diào)速技術(shù)在凈化廠其他風(fēng)機(jī)、水泵上的技術(shù)改造提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明，對(duì)動(dòng)力站B爐及C爐上的兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的高壓變頻改造，取得了明顯的節(jié)能效果，使用該控制系統(tǒng)具有節(jié)能降耗，調(diào)節(jié)特性好，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性高，能更好地滿足鍋爐生產(chǎn)要求。對(duì)原有設(shè)備無須改動(dòng)，投資較小，回報(bào)快，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。推廣和使用國產(chǎn)高壓變頻