國產(chǎn)高壓變頻器在電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用

韓佳楠

(哈爾濱電氣國際工程有限責(zé)任公司 黑龍江 哈爾濱 150021)

國產(chǎn)高壓變頻器在電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用

韓佳楠

(哈爾濱電氣國際工程有限責(zé)任公司 黑龍江 哈爾濱 150021)

電廠輔助設(shè)備當(dāng)中非常重要的高能耗設(shè)備即風(fēng)機(jī)，保障風(fēng)機(jī)運(yùn)行的效率不僅能夠使供電煤耗得以降低，還能夠降低燃煤機(jī)的廠用電量?；诖耍疚囊詫?shí)例論述了國產(chǎn)高壓變頻器在電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用。

國產(chǎn)高壓變頻器；電廠風(fēng)機(jī)；節(jié)能改造

當(dāng)前一般采取調(diào)節(jié)擋板開度方式來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)，而不僅會讓風(fēng)機(jī)始終在低效區(qū)運(yùn)行，還難以保障電能的利用率。而實(shí)踐證明，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來改造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，除了能夠使電能得以節(jié)約，還能夠確保更為可靠的電廠系統(tǒng)運(yùn)行。

一、利用擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量存在的問題

第一，應(yīng)用擋板對風(fēng)壓和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使大量的能力在擋板阻力上得以消耗，造成非常多的損耗；第二，調(diào)節(jié)時(shí)采用擋板，管網(wǎng)和風(fēng)機(jī)有較大的振動，且有嚴(yán)重的磨損和噪聲，使設(shè)備壽命得以縮短，需要投入更多的設(shè)備維護(hù)成本。經(jīng)過系統(tǒng)的分析，十分有必要針對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)行變頻改造，對以往的擋板控制方式進(jìn)行改變，只有這樣才能夠有效地減少設(shè)備維護(hù)量，使電耗得以降低，改善自動化程度[1]。

二、改造方案

針對電機(jī)系統(tǒng)設(shè)施存在的一些問題，根據(jù)電廠系統(tǒng)的特點(diǎn)，對12臺6KV 電機(jī)實(shí)行變頻節(jié)電技術(shù)改造，對高壓變頻的調(diào)速技術(shù)進(jìn)行采用，并結(jié)合工程的需要對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，從而對風(fēng)量變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣能夠取代以往擋板調(diào)節(jié)的方式，使電能損耗得以減少[2]。與此同時(shí)，可由非現(xiàn)性風(fēng)量變化改為線性風(fēng)量變化，從而確保更精確且及時(shí)地控制設(shè)備的燃燒效能，繼而有效提高自動化程度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)[3]。本次的節(jié)電技術(shù)改造要建立一座高壓變頻室，并對一定數(shù)量的通風(fēng)系統(tǒng)和變頻調(diào)速裝置、配電設(shè)施和DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行增設(shè)[4]。

(一)變頻器的選型

這幾年較多電廠在節(jié)電技術(shù)改造時(shí)都會采用變頻技術(shù)，實(shí)踐證明，變頻技術(shù)不僅能夠保障明顯的節(jié)電效果，還能夠使系統(tǒng)安全性得以提高，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。這次節(jié)電技術(shù)選用的是LOVOL 系列高壓智能節(jié)電裝置，這種變頻器的組成有控制器和功率單元以及移相變壓器，其采用的是模塊化設(shè)計(jì)，有多種優(yōu)點(diǎn)，包括低噪音和維修簡單、諧波含量小和互換性好等優(yōu)點(diǎn)，不會造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動[5]。

(二)電氣改造的方案

由于是一拖一自動的旁路控制，因此能夠進(jìn)行自動的工頻和變頻切換。在節(jié)電器中，旁路柜增設(shè)了隔離刀閘，這樣當(dāng)節(jié)電器脫出且電機(jī)在旁路運(yùn)行時(shí)，能夠有效地對節(jié)電器進(jìn)行故障處理以及維護(hù)。兩個(gè)高壓隔離開關(guān)和三個(gè)真空接觸器是旁路柜主回路的主要配置[6]。

(三)系統(tǒng)的控制方案

1.本地控制

對電位器旋鈕和控制柜上按鈕以及系統(tǒng)控制器鍵盤進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)就地控制。

2.遠(yuǎn)程控制

DCS連接變頻器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，這樣相關(guān)人員借助DCS系統(tǒng)畫面就能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控變頻器的故障信息和運(yùn)行狀態(tài)以及工作電流。

(四)系統(tǒng)的散熱方案

移相隔離變壓器以及大功率的高頻開關(guān)元件組成了變頻器，由于設(shè)備自身有非常大的發(fā)熱量，運(yùn)行環(huán)境的濕度以及溫度能夠?qū)β试驮O(shè)備的使用壽命以及穩(wěn)定性產(chǎn)生直接的影響，為了確保變頻器可長時(shí)間可靠且穩(wěn)定的運(yùn)行，可對室內(nèi)空調(diào)的冷卻方式進(jìn)行采用，使設(shè)備對濕度以及溫度的要求得以滿足。

三、分析變頻改造的效果

(一)節(jié)電的效果

在節(jié)電改造之前，設(shè)備正常工況下，二次風(fēng)機(jī)的平均開度在百分之三十五到百分之四十五左右，而引風(fēng)機(jī)擋板在百分之七十到百分之八十左右。由于以往采用的擋板調(diào)節(jié)控制方式較為落后，因此需要較多的用電量，同時(shí)還會對機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，而通過對引風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)電改造，降低了原本的工頻電流，也有效地提高了功率因數(shù)。風(fēng)機(jī)經(jīng)過變頻改造之后，從運(yùn)行的實(shí)際情況來看，可以使加減風(fēng)速率和風(fēng)量以及風(fēng)量的要求得以滿足。另外，變頻改造之后的風(fēng)機(jī)運(yùn)行之后的一年，相關(guān)數(shù)據(jù)表明總計(jì)節(jié)電量達(dá)到了280萬KWh，相比于擋板調(diào)節(jié)的控制方式，其有非常顯著的節(jié)能效果以及高的節(jié)能率，并且能夠有效地改善電機(jī)的控制操作和運(yùn)行調(diào)節(jié)以及啟動。

(二)其他的一些效果

第一，利用變頻調(diào)速控制之后，不僅使電機(jī)效率得以提高，還有效地使生產(chǎn)工藝的要求得以滿足。第二，變頻裝置當(dāng)中的直流電抗器能夠?qū)β室驍?shù)起到很好的改善作用，同時(shí)能使有功功率得以提高，線路以及設(shè)備的無功損耗得以減少。第三，達(dá)到了電機(jī)軟啟動的目的，能夠防止沖擊電網(wǎng)，使設(shè)備使用壽命得以延長，保障了系統(tǒng)可靠性。第五，能夠避免磨損軸承以及風(fēng)機(jī)葉片，使大修周期得以延長，減少維修的費(fèi)用，能夠有效防止管網(wǎng)振動噪聲影響到環(huán)境。第五，由于變頻器有多種自動的保護(hù)功能，因此能夠有效地保障系統(tǒng)的可靠性以及安全性。第六，變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)變頻和工頻的自動切換，當(dāng)變頻器有故障發(fā)生時(shí)，其運(yùn)行時(shí)就會自動切換到工頻，而且變頻調(diào)速控制系統(tǒng)在對故障進(jìn)行檢修以及維護(hù)時(shí)，能夠保障正常的工頻控制系統(tǒng)運(yùn)行。第七，能夠讓主控室DCS系統(tǒng)連接到高壓的變頻裝置，使實(shí)時(shí)性要求得以滿足，同時(shí)能夠判斷以及分許運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，從而有效地提升電廠的工作效率。

四、結(jié)束語

在企業(yè)當(dāng)中有非常多的高耗能設(shè)備，而通過變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)行節(jié)能改造能夠起到非常不錯的節(jié)能效果，變頻器在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中，不僅能夠穩(wěn)定正常運(yùn)行，而且不會受到環(huán)境過多的影響，可以說這樣的調(diào)速控制方式非常有效，并且能夠帶來較多的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉斌,張登山,Stephan Bnsse等.西門子新一代多功能型模塊化多電平高壓變頻器[J].電氣傳動,2016,46(4):22-25.

[2]吳子安,蔣紅斌,宋鵬俊等.高壓變頻器在制氫裝置鼓引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用[J].化工自動化及儀表,2013,40(8):1050-1052.

[3]張亮,陳國棟.有源前端級聯(lián)型多電平高壓變頻器的矢量控制技術(shù)[J].電機(jī)與控制應(yīng)用,2013,40(6):57-59.

[4]劉振東,王延生,穆慧靈等.Modbus-Profibus網(wǎng)關(guān)在高壓變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動,2013,43(3):58-60.

[5]鄭征,崔燦,張朋等.基于模塊化多電平換流器的新型高壓變頻器拓?fù)浼捌淇刂芠J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(10):2128-2133.

[6]竺偉,王永紅,陳應(yīng)敏等.國產(chǎn)化高壓變頻器在天然氣長輸管線高陵壓氣站的應(yīng)用[J].電氣傳動,2014,44(8):3-6.

韓佳楠(1985.5-)，男，遼寧人，哈爾濱電氣國際工程有限責(zé)任公司，機(jī)械工程師，大學(xué)本科。