2018-03-30
為了降低發(fā)電能耗,我公司成立專門的課題組,對國內(nèi)外同行企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,終極以為使用變頻調(diào)速技術(shù),采用變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速,平穩(wěn)調(diào)節(jié)輔機出力,將是有效解決該題目的方法。隨后,我公司通過招標(biāo)選購了江蘇和訊自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的泰州偉創(chuàng)高壓變頻器對凝聚水泵、脫硫增壓風(fēng)機等輔機進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。設(shè)備投運后,節(jié)能效果明顯,設(shè)備運行穩(wěn)定,滿足了我們的要求。
一、凝聚水泵變頻改造方案
1、水泵負(fù)載調(diào)速節(jié)能原理
變頻調(diào)速在水泵應(yīng)用上和風(fēng)機有所區(qū)別,在很多場合,負(fù)載管路特性的改變是用戶用水量減少(即用戶人為關(guān)閥)造成的。水泵在調(diào)速過程中還往往要求壓力恒定:流量由Q1變?yōu)镼2時,假如水泵定速運行,工作點將由A點變?yōu)锽點,壓力將升高,威脅管網(wǎng)安全;假如通過調(diào)速方式,水泵工作點將由A點變?yōu)镃點,在提供需要流量的同時,保持壓力不變。水泵在B、C兩點的輸出功率差為:PB -PC=(H3-H2)×Q2。在A、C兩點,盡管水泵速度不同,但由于在兩種情況下水泵所承擔(dān)的流量不同,其出口壓力和外管網(wǎng)壓力仍然保持平衡。由于壓力平衡的需要,水泵并聯(lián)運行時,調(diào)速水泵的速度不能低于N3,否則將出現(xiàn)根本不對外出水的現(xiàn)象。非但不節(jié)能,還出現(xiàn)水泵空轉(zhuǎn)耗能的現(xiàn)象。假如在管網(wǎng)特性不變的系統(tǒng)中進(jìn)行水泵調(diào)速,并且對水壓沒有要求,這種情況下節(jié)能效益比恒壓供水要明顯得多。
2、變頻調(diào)速原理
高壓變頻器采用多電平串聯(lián)的結(jié)構(gòu)控制方式:10kV系列有24個功率單元,每8個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相,每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致,可以互換,其電路結(jié)構(gòu)為交-直-交單相逆變電路,整流側(cè)為二極管三相全橋,通過對IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制。
3、系統(tǒng)旁路柜控制方式
基本原理:變頻裝置本身配置一臺斷路器QF2作為出線電源開關(guān),同時保存原有2臺斷路器,3臺斷路器完成變頻/工頻的切換,其中QF1與進(jìn),出線斷路器之間設(shè)計閉鎖,確保不會出現(xiàn)變頻回路與工頻回路同時閉合。在變頻運行狀況下,變頻裝置進(jìn)出線開封閉合,開關(guān)QF1斷開。切換至工頻運行時,先斷開變頻器輸出,此時由電氣線路控制順序為:依次斷開變頻器輸出,輸進(jìn)開關(guān),然后閉合開關(guān)QF1使電機切換至工頻側(cè),使電機工頻運行。另外,還保存了電機差動保護(hù)功能,采取重新更換電機中性點CT,將其控制信號接進(jìn)QF2開關(guān)柜內(nèi)綜保裝置,參與差動保護(hù),完善電機保護(hù)功能。
二、設(shè)備冷卻方式
固然變頻器的效率大于96%,但是滿負(fù)荷時仍有4%的損耗。其中變壓器的損耗約為總損耗的50%,功率逆變電路的損耗約為總損耗的50%。2000kW的變頻器,滿負(fù)荷時的最大損耗為80kW,全部都要轉(zhuǎn)換為熱量。因此,控制室的溫度在變頻器投運后,將會很快上升,假如不采用任何措施,變頻器將無法穩(wěn)定運行。為了進(jìn)步高壓大功率變頻器的應(yīng)用穩(wěn)定性,解決好高壓變頻器環(huán)境散熱題目,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,將變壓器的熱量使用風(fēng)道排出室外,而功率柜采用密閉式空調(diào)冷卻。冷卻設(shè)備主機安裝于變頻器功率柜頂部,該裝置配備兩臺制冷壓縮機,單獨為功率柜進(jìn)行冷卻。該密閉冷卻裝置與現(xiàn)場接口簡單,提供兩路380V交流電源即可,操縱方便,維護(hù)量少,保護(hù)功能完善。正常運行時,每段電源各帶一臺壓縮機;當(dāng)單段電源故障時,另外一側(cè)工作電源帶兩臺壓縮機運行。兩臺壓縮機設(shè)備停運時,可以通過風(fēng)道回路設(shè)置的風(fēng)門實現(xiàn)變頻器功率柜自身冷卻,減少冷卻裝置故障對變頻器運行的影響。完整的冷卻系統(tǒng)解決方案有效減低了輔助系統(tǒng)的故障率,保證設(shè)備安全運行。
泰州偉創(chuàng)變頻器生產(chǎn)的高壓變頻器技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定,完全滿足現(xiàn)場要求。尤其是密閉冷卻裝置,別樹一幟的技術(shù)思路,大大降低了散熱所需的電能,降低了運行維護(hù)用度,值得大力推廣。采用變頻調(diào)速裝置后,系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動,電機啟動電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流,啟動時間相應(yīng)延長,對電網(wǎng)無大的沖擊,減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對電機機械損傷,降低噪音,降低了震動系數(shù),有效的延長了電機和水泵的使用壽命,減少了檢驗維護(hù)開支,節(jié)約大量維護(hù)用度。
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