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高压变频技术对净化厂的应用

发布日期:2018-08-08 作者: 点击:

  引言

  净化厂公用工程现有三套75T/h锅炉,每台炉配置两台离心式引风机。锅炉正常工作时两台引风机都运行,保持炉膛内的负压。6台6kV、185kW电机作为锅炉引风机的驱动源,启动方式为直接启动,恒速运转,锅炉在加负荷、减负荷或运行工况变化的过程中,采用调整引风机的入口挡板的开度来满足机组运行的需求。现运行方式存在如下问题:第一不仅浪费电能,而且挡板及烟道受到较大冲击,噪声大,磨损严重;第二电机直接启动,启动电流大,对电机不利;第三挡板调节动作迟缓,执行机构故障多等。净化厂动力站对B炉的831-K-202D及C炉的831-K-202E引风机电机进行改造,引风机驱动电机采用高压变频器调速技术,既实现了电机的连续无极调速,又实现了电机的软启动,减少启动冲击及设备磨损,降低维修费用,工艺操作人员也在控制室也实现对电机转速的控制。既有利于工艺参数的操作,又起到节能的作用。

  1净化厂高压变频系统概况

  高压变频器是北京合康公司的HIVET-Y06/031型,250kW,变压器容量为315kVA,采用交-直-交直接高压(高-高)方式,主电路开关元件为IGBT。变频器采用功率单元串联,叠波升压,充分利用常压变频器的成熟技术,具有很高的可靠性。主电路开关器件是IGBT。由于单只IGBT存在绝缘问题,无法完成6kV直接变频任务,应用功率单元串联升压技术可以很好地解决该问题。图1所示为一个功率单元结构,它的二极管三相桥式整流电路由专用隔离变压器的一组三相二次绕组供电,整流后由4只IGBT逆变成单相交流输出。每个单元输出电压为690V。[1]图1功率单元原理图净化厂采用的变频器每相由5个功率单元串联成得到3450V的单相电压,三相星型联结对应的线电压为6000V,三相共用15个功率单元,连接图如图2所示。

  2现场安装及系统调试

  2.1首先按照设计进行变频器参数设定,见表1.2.2然后进行频率试验(见表2)及各种保护联锁试验试验2.3接着进行变频器带锅炉实际负载试验,见表3。2.4进行共振频率测试,经检测0-50Hz范围内不存在共振。2.5为避免引风机电机在低频出现发热现象,经测试,将变频器运行最小频率设为15Hz。调试表明,变频调速技术应用前,锅炉正常运行需开两台引风机,变频调速技术应用后,即使锅炉满负荷运行也只需开一台引风机,实现了“一开一备”,降低了损耗,节约了电能。

  3现场应用效果分析

  3.1提高了锅炉效率

  使用高压变频器后,变频器通过变频调节风机的转速来控制风机的送风量而不再需要由风门来调节,其调节范围可以从0%-100%,风机运行参数得到了改善,工艺人员可以根据生产按需调节风量,改善了操作工艺,提高了效率,减少了不必要的浪费,锅炉燃烧工况良好。改造后,每吨中压蒸汽消耗燃气下降了11.8%,降低了燃料消耗。

  3.2启动性能得到改善

  使用高压变频器后,电机实现了软启动,启动电流小,启动更平滑,避免了原来在较大惯性负荷情况下,数倍的额定起动电流对电网和机械设备的冲击,延长电机和风机的使用寿命。

  3.3风机的电耗减少

  高压变频器使用,利用自身功率因数补偿功能,使功率因数由改造前的0.76提高至0.96,平均消耗功率由95kW降为35kW(见表4),从而减少了无功损耗,减小了电流,也减少了线损和设备的发热。改造后,设备效率提高了63%。

  3.4提高了控制精度

  使用变频技术后,变频器可以直接通过改变频率控制风机转速来控制风量,调整方便。变频器调整的最小幅度,提高了控制精度,控制精度达0.1Hz,使风机运行更加稳定,避免风机挡板调整风量变化大,工艺生产不稳定现象。

  3.5获得较好的经济效益

  我们在锅炉引风机安装高压变频器前后对锅炉进行了相关参数标定,见表5。由表5推算,在满足生产的情况下,投用一台锅炉一台由高压变频器调速的引风机,按一天产蒸汽600t,每度电按0.6元,每Nm3天然气按1元,全年按330天,计算有:一年节约电能成本=(6.5-3.8)*600*330*0.6=32万元一年节约燃气成本=(136-120)*600*330*1=316万元合计节约成本=32+316=348万元。

  4结束语

  在净化厂锅炉引风机系统的变频调速技术改造中,我们使用了国产的高压变频器,经运行检验,该产品性能可靠、功能齐全、技术先进等综合性能指标均达到设计要求。通过技术改造,我们在降低生产成本方面获得了初步的经验,为高压变频器调速技术在净化厂其他风机、水泵上的技术改造提供宝贵经验。实践证明,对动力站B炉及C炉上的两台引风机驱动电动机进行的高压变频改造,取得了明显的节能效果,使用该控制系统具有节能降耗,调节特性好,设备运行稳定性高,能更好地满足锅炉生产要求。对原有设备无须改动,投资较小,回报快,获得了良好的经济效益和社会效益。推广和使用国产高压变频调速技术,降低投入,提高回收期,是切实可行的,是节能降耗的一个有效的途径。

相关标签:高压变频器,调速原理,参数调试,节能分析

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