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(jī)轉(zhuǎn)速，平穩(wěn)調(diào)節(jié)輔機(jī)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(jī)等輔機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。設(shè)備投運(yùn)后，節(jié)能效果明顯，設(shè)備運(yùn)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(jī)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(shí)，假如水泵定速運(yùn)行，工作點(diǎn)將由A點(diǎn)變?yōu)锽點(diǎn)，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(diǎn)將由A點(diǎn)變?yōu)镃點(diǎn)，在提供需要流量的同時(shí)，保持壓力不變。水泵在B、C兩點(diǎn)的輸出功率差為：PB -PC=（H3-H2）×Q2。在A、C兩點(diǎn)，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(yùn)行時(shí)，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(gè)功率單元，每8個(gè)功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相，每個(gè)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(shí)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(jì)閉鎖，確保不會出現(xiàn)變頻回路與工頻回路同時(shí)閉合。在變頻運(yùn)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(yùn)行時(shí)，先斷開變頻器輸出，此時(shí)由電氣線路控制順序?yàn)椋阂来螖嚅_變頻器輸出，輸進(jìn)開關(guān)，然后閉合開關(guān)QF1使電機(jī)切換至工頻側(cè)，使電機(jī)工頻運(yùn)行。另外，還保存了電機(jī)差動保護(hù)功能，采取重新更換電機(jī)中性點(diǎn)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(jī)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(shí)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(shí)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(yùn)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(yùn)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(shí)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(jī)安裝于變頻器功率柜頂部，該裝置配備兩臺制冷壓縮機(jī)，單獨(dú)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(yùn)行時(shí)，每段電源各帶一臺壓縮機(jī);當(dāng)單段電源故障時(shí)，另外一側(cè)工作電源帶兩臺壓縮機(jī)運(yùn)行。兩臺壓縮機(jī)設(shè)備停運(yùn)時(shí)，可以通過風(fēng)道回路設(shè)置的風(fēng)門實(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(shí)現(xiàn)軟啟動，電機(jī)啟動電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流，啟動時(shí)間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)無大的沖擊，減輕了起動機(jī)械轉(zhuǎn)矩對電機(jī)機(jī)械損傷，降低噪音，降低了震動系數(shù)，有效的延長了電機(jī)和水泵的使用壽命，減少了檢驗(yàn)維護(hù)開支，節(jié)約大量維護(hù)用度。
公司為veichi偉創(chuàng)總代理、kinco步科核心代理，其他代理品牌有三菱、西門子、松下、歐姆龍、永宏、禾川、信捷、威綸、深圳顯控。
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