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風機選型與安裝

工廠通風_高溫還原焰快燒輥道窯的研制窯爐百科高壓變頻器在鍋爐


高溫還原焰快燒輥道窯的研制
     我國國土面積廣闊，擁有豐富的陶瓷原料，陶瓷生產(chǎn)歷史悠久，陶瓷行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟重要產(chǎn)業(yè)，目前我國陶瓷出口量已經(jīng)躍居世界第一。由于地理環(huán)境的差異，我國北方瓷區(qū)原料中含F(xiàn)e2O3量較低，多采用硬質(zhì)料，在燒成氣氛上多采用氧化餡燒成，南方瓷區(qū)原料中含F(xiàn)e2O3量較高，多采用軟質(zhì)料，在燒成氣氛上采用還原焰為主。   采用還原焰燒成，具有如下優(yōu)點：  
　　
　　1.含F(xiàn)e2O3量較高的原料．可以避免Fe2O3在高溫分解時放出氧，到使坯體發(fā)泡、在氧化氣氛下，F(xiàn)e2O3在1250-1370℃分解產(chǎn)生氧氣，造成坯體發(fā)泡。在還原氣氛下，會發(fā)生如下反應： 2Fe2O3＋2CO = 4FeO＋2CO2（大量分解在1100℃）在低于Fe2O3分解的溫度下即完成了還原反應，避免了發(fā)泡。 
　　
　　2.FeO與SiO2等形成亞鐵硅酸鹽，呈淡青的色調(diào)，使瓷器具有白如玉的特點。  
　　
　　3.促進硫酸鹽較早分解，避免釉層封閉后氣體逸出而起泡。 
　　
　　4.亞鐵硅酸鹽是低熔點的玻璃，促進坯體燒結(jié)，在1300℃左右的溫度下，與氧化焰燒成者相比較，坯體的氣孔率大為降低，減弱了散射的影響，相對增加了半透明度。  
　　
　　5.窯內(nèi)火焰長而柔，保證了熱強度不大的和緩的軟火，有利于釉沿坯體均勻的熔融。   目前，在世界上高檔瓷中，還原焰產(chǎn)品居多。我國南方瓷區(qū)及北方少數(shù)幾個瓷區(qū)雖然也采用了還原焰燒成，但由于所采用的窯爐多為簡易窯爐或小型抽屜窯，溫差大，能耗高，所燒產(chǎn)品穩(wěn)定性差，極大的制約了產(chǎn)品的質(zhì)量。黃岡市華窯中洲窯爐有限公司作為全國最大的日用陶瓷窯爐生產(chǎn)企業(yè)，很早就注意到了這個問題，并對此展開了研究。并且于2000年7月與廣東潮州宏華工藝陶瓷有限公司成功合作，在國內(nèi)首家自主開發(fā)出了48m液化氣還原焰輥道窯，燒成溫度達到了1410℃，填補了我國高溫還原焰輥道窯的空白，為我國還原焰窯爐發(fā)展提供了實際的發(fā)展方向。目前已成功運行了2年，所燒產(chǎn)品質(zhì)量好，能耗低，受到了該廠極大的好評。  
　　
　　2窯爐技術(shù)介紹  
　　
　　2．1主要技術(shù)參數(shù)   2.1.1 窯長：48m   a：低溫加熱帶：12m   b：高溫加熱帶：18m   c： 冷卻帶：18m   2.1.2窯爐內(nèi)寬：1580mm   產(chǎn)品裝載寬度：1350mm   產(chǎn)品裝載高度：420mm   2.1.3 設計使用溫度：1420℃   2.1.4 窯爐截面溫差：＜5℃   2.1.5產(chǎn)量：80m3/天   2.1.6能耗：2200kg液化氣/天   2.1.7燃料種類；液化石油氣   2.1.8燃料熱值：45980KJ／kg瓷（11000Kcal/kg）   2.1.9噴咀數(shù)量：58支   2.1.10傳動方式：斜齒輪分節(jié)調(diào)頻調(diào)速傳動   2.l.ll輥棒：   低溫加熱帶、冷卻帶：高鋁輥棒   高溫加熱帶：重結(jié)晶SiC輥棒   輥棒規(guī)格：60×2950mm 輥棒中心距：80mm   2.1.12燒成周期：8小時   2.1.13燒成合格率：≥90％   2.1.14燒成氣氛：氧化、還原兩用   2.l.15裝機容量：約80KW（運行時46KW）   2.1.16控制方式：自動控制結(jié)合手動微調(diào)   2.2窯爐結(jié)構(gòu)設置及特點  
　　
　　2.2.1三帶比例及結(jié)構(gòu)特點   低溫加熱帶和高溫加熱帶占窯長的62.5％，冷卻帶占總窯長的37.5％，能滿足燒成制度、易調(diào)節(jié)。   低溫加熱帶內(nèi)襯采用隔熱輕質(zhì)高鋁磚。窯頭設置封閉氣幕，使窯頭形成一種渦流循環(huán)狀態(tài)，有效防止窯外冷空氣的進入。同時為減少預熱帶氣體分層形成窯內(nèi)溫差，沿墻兩側(cè)交錯布置攪拌氣幕，在窯內(nèi)形成強烈湍流，擾動煙氣，從而達到減少低溫加熱帶溫差的目的。   高溫加熱帶內(nèi)襯采用氧花鋁空心球磚和1500系列輕質(zhì)莫來石磚，能保證燒成溫度在1420℃，外表采用低蓄熱、低導熱系數(shù)的新型輕質(zhì)保溫材料，有效控制爐體對外散熱，降低能耗，在夏天最高溫度時，窯爐外壁溫度僅為85℃（主要是重結(jié)晶SiC輥棒散熱所致）。窯體兩側(cè)共設58只高速燒嘴，上部26只，下部32支，呈上、下、左、右品字型交錯布設。氧化與還原氣氛轉(zhuǎn)換采用獨特的熱風氣幕進行分隔，使氣氛轉(zhuǎn)換分明。各級窯室之間采用擋火墻結(jié)構(gòu)加以分隔，分為15個相對的獨立的控制單元，各單元分別通過熱電偶－一溫控調(diào)節(jié)器一助燃風執(zhí)行器??液化氣比例閥一一燒嘴自動控制該段燒成溫度。燒嘴布于輥棒下和窯道上側(cè)，有效避免了火焰對產(chǎn)品的直接沖刷。燒嘴向低溫加熱帶延長布置，有利于預熱帶溫度的調(diào)節(jié)，減少低溫加熱帶上下溫差，有效縮短燒成時間。   冷卻帶采用直接冷卻和間接冷卻相結(jié)合的冷卻方式。冷卻分為急冷區(qū)，緩冷區(qū)、出窯前冷卻區(qū)，以直接冷卻為主，間接冷卻為輔。急冷噴風口設于輥棒下和窯道上層之間，避免了冷風直接沖擊產(chǎn)品而造成的炸瓷現(xiàn)象，間接冷卻則采用抽余熱的方式解決，窯尾設置冷風系統(tǒng)對出窯前產(chǎn)品進行最后冷卻，使出窯產(chǎn)品溫度接近于室溫，既改善了操作環(huán)境，又起到了平衡窯內(nèi)冷卻風量的作用，保持了窯內(nèi)冷卻帶壓力的穩(wěn)定。 
　　
　　2.2.2傳動系統(tǒng)   包括進出窯裝置、窯體傳動、轉(zhuǎn)彎機。窯體傳動采用45°斜齒輪分節(jié)傳動，包括調(diào)速裝置、斜齒輪、輥棒等裝置，共分為6段，通過6臺統(tǒng)一控制的變頻調(diào)速電機帶動斜齒輪、驅(qū)動輥棒轉(zhuǎn)動，窯外設置自動回車線，與窯爐整體通過PLC實現(xiàn)連鎖控制�；剀嚲�采用雙鏈條傳動，設置可自轉(zhuǎn)90°的轉(zhuǎn)彎機裝置，能與窯爐一起實行全循環(huán)。 
　　
　　2.2.3供氣、供風系統(tǒng)   供氣管路采用無縫鋼管，閥門采用密封性好，耐腐蝕對夾式蝶閥，噴嘴采用小流量節(jié)能型噴嘴，窯用助燃風采用換熱器預熱，在噴嘴布置上，充分考慮利用旋轉(zhuǎn)氣流的離心作用和附壁作用，上下對稱錯位布置，使火焰貼附于窯爐內(nèi)壁，對流傳熱加強，提高產(chǎn)品充分受熱性，保證窯內(nèi)溫度均勻。在主管上我們設有常開式電磁閥，遇到停電或者出現(xiàn)其他故障時能自動切斷燃氣供應，在放散管上設置的常閉式電磁閥也立即自動打開，將管內(nèi)多余的液化氣排空，同時還設有過濾、壓力上下限報警等裝置。   全窯風機管路系統(tǒng)均按熱工要求選型，共設置兩臺排煙風機，兩臺余熱風機、兩臺助燃風機、一臺急冷風機、一臺冷卻風機。其中，助燃、急冷風機設置空氣過濾裝置，以利于明焰燒成。  
　　
　　2.2.4控制系統(tǒng)   全密控制系統(tǒng)采用自動化控制，儀表為PID功能儀表，采用PLC進行連鎖和管理。該控制系統(tǒng)包括溫度自動控制、壓力自動控制、風機傳動部分控制、設備聯(lián)鎖等幾個方面。 
　　
　　A溫度自動控制   該系統(tǒng)采用GT31（德國進口）型執(zhí)行器、GERFRAN型溫控儀（意大利進口）來控制燒成溫度，原理為：熱電偶探測溫度一溫度調(diào)節(jié)器（設定溫度）一助燃風執(zhí)行器一助燃風調(diào)節(jié)閥－液化氣比例調(diào)節(jié)閥一燒嘴，窯內(nèi)預熱帶或者冷卻帶溫度采用溫度巡檢儀進行顯示，排煙、余熱溫度采用雙金屬溫度計現(xiàn)場顯示。 
　　
　　B壓力控制   該系統(tǒng)在排煙風機、余熱風機、助燃風機上設置變頻器（日本），有利于壓力控制的穩(wěn)定性，該窯壓力顯示點有排煙機壓力、余熱風機壓力、助燃風機壓力、液化氣壓力、窯壓等，全部在控制柜上顯示。 
　　
　　C氣氛控制   該窯在氣氛控制上關(guān)鍵在于通過穩(wěn)定窯內(nèi)壓力來穩(wěn)定窯內(nèi)氣氛，在穩(wěn)定壓力時，先讓排煙風機抽力在保證窯內(nèi)廢氣抽出的前提下，盡量減小排煙風機抽力，讓其壓力穩(wěn)定，從而使氣氛不受到壓力波動干擾。在氣氛保持過程中，通過變頻器來穩(wěn)定排煙風機抽力，急冷風機抽力以及氣氛轉(zhuǎn)換氣幕壓力來保證氣氛穩(wěn)定，通過比例閥控制CO含量在4-8％左右。在自動控制的同時輔助手動微調(diào)，能保證不出現(xiàn)煙熏及泛黃現(xiàn)象。   　　

　　D風機及傳動系統(tǒng)   該窯采用連鎖控制，利用變頻器控制排煙風機的抽力，穩(wěn)定零壓點位置，從而控制窯內(nèi)壓力。助燃風機及急冷風機可通過控制柜上助燃風壓和急冷風壓變送器來直觀的設定壓力，然后通過變頻器進行自動控制其風壓，能保持窯內(nèi)壓力穩(wěn)定。主傳動在正常生產(chǎn)前先采用手動調(diào)節(jié)傳動速度，保證窯內(nèi)所有輥棒采用同一速度運行．然后再通過變頻器穩(wěn)定其運轉(zhuǎn)周期，在控制柜上設有周期給定器，可以方便的控制燒成周期。所有風機控制柜上通過控制按鈕開啟。  
　　
　　E工作狀況監(jiān)護及報警系統(tǒng)   為了能在控制室監(jiān)視窯頭、窯尾產(chǎn)品裝載運行情況，分別在窯頭、窯尾設置攝像鏡頭，并傳送到控制室顯示器上，當出現(xiàn)異常情況時，能提醒操作工及時處理。報警系統(tǒng)包括各種設備開啟故障報警、溫度上、下限設定報警，變頻故障報警等。并可以實行燃料自動切斷與放散，符合環(huán)保與消防要求。  
　　
　　F設備連鎖   PLC輸入與輸出檢測，變頻器異常，風機故障。電機過載均能采用聲光報警，并采取相應的連鎖處理。  
　　
　　2、3該窯技術(shù)經(jīng)濟指標  
　　
　　2.3.1所燒產(chǎn)品質(zhì)量   該窯所燒產(chǎn)品經(jīng)抽檢外觀質(zhì)量較原產(chǎn)品相比，變形小，釉面光潤，產(chǎn)品白度高，無陰黃、落臟等缺陷。  
　　
　　2.3.2經(jīng)濟技術(shù)指標   廣東潮州宏華工藝陶瓷有限公司在建該窯前，該廠原采用6座4m3手動抽屜窯進行燒成產(chǎn)品，所燒出來的產(chǎn)品由于受裝窯及燒容師傅的感覺等外在因素干擾，所燒出來的產(chǎn)品不穩(wěn)定，有變形及色差現(xiàn)象。特別指出的是，抽屜窯由于是間隙式窯爐，加之其本身固有的溫差大等因素，能耗極高，經(jīng)該廠測算，每條4m3抽屜窯每天可以燒1窯，其產(chǎn)品容量為4m3，其耗氣量達到了400kg，相當于每m3產(chǎn)品需要100kg液化氣，而采用我公司研制的48m高溫還原焰輥道窯之后，每天產(chǎn)量為80m3，而其耗氣量僅為2200kg，而同比抽屜窯則需要8000kg液化氣，每天節(jié)約5800kg液化氣，按26元／kg考慮其價值，相當于每天節(jié)約15000元燃料費用，扣除電力損耗因素，半年即可收回成本。所以該廠該窯建設成功后，立即停掉了所有抽屜窯，產(chǎn)品檔次也上了一個新臺階。   該窯由于窯外全部采用自動回車線，加上窯爐外部采用鋼板裝修，采用噴塑工藝，所以外觀美麗大方，布局合理，能極大的提高企業(yè)形象，產(chǎn)生很好的社會效益。   該窯在環(huán)保上經(jīng)潮州市環(huán)保局檢測，完全達到了環(huán)保要求。  
　　
　　3結(jié)論  
　　
　　3.1本項目輥道窯以液化石油氣作燃料，單位產(chǎn)品能耗低于日本、意大利輥道窯能耗，達到國際九十年代先進水平；燒成熱效率46.64％，高于國內(nèi)同類窯爐先進水平。該窯燒成溫度己達1410℃以，上下溫差不高于5℃，填補了國內(nèi)高溫輥道窯空白。在日用瓷高溫還原焰快燒方面，起到示范及推廣作用。  
　　
　　3.2研制了與高溫輥道窯燒成相配套的日用瓷及工藝瓷配方和工藝，產(chǎn)品釉面及規(guī)整度等外觀質(zhì)量大有提高，內(nèi)在質(zhì)量均達到或超過國家標準。

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收錄時間:2011年03月29日 23:27:55 來源:未知 作者:


高壓變頻器在鍋爐引風機上應用的能效分析
     關(guān)鍵詞：高壓變頻器、引風機、鍋爐、燃燒系統(tǒng)、效率、實際功率、有功功率等


         一、概述


             阜康熱電有限責任公司（前身是梅河口熱電廠于2003年改制，位于吉林省西部），始建于1992年，有3臺75t立式旋風爐，2臺12MW發(fā)電機組。自2003年起陸續(xù)新上1臺75t鏈條爐，4臺75t循環(huán)流化床鍋爐。2005年中期，我公司5#、6#鍋爐引風機和一次風機采用北京合康億盛科技有限公司的高壓變頻器，并在同年12月投進使用，至今運行穩(wěn)定。同時對原有的熱控系統(tǒng)進行了大量的改造升級，將原來的電單元組合儀表（常規(guī)儀表）系統(tǒng)改成分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS為上海華文自動化系統(tǒng)工程有限公司的HPCS-3000系統(tǒng)。下文以引風機變頻器的應用為例對其進行節(jié)能和與計算機接口方面的分析。


         二、運行現(xiàn)場環(huán)境


             應用于我廠引風機的合康高壓變頻器安裝于鍋爐和灰?guī)熘g。由于灰塵特別大，溫度特別高，長期運行在60～70℃之間，每年需清掃兩次控制柜的濾網(wǎng)，除塵方式是手動吹灰，但是灰塵仍然很大，2008年預備進行排風除塵改造。


         三、能效分析


             北京合康億盛科技有限公司高壓變頻器的型號是HIVERT-Y06/061，其產(chǎn)品規(guī)格和各項性能指標參數(shù)如下表一至表四。


        


    變頻運行器時的輸進功率：P進=6.219＊25.66＊0.96=265（kW）
    工頻時的功率：            P工頻=6.3＊50.3＊0.85=466（kW）


         四、節(jié)能效果分析


              節(jié)能效率：η=（466-265）/466=43%
 


圖一   高壓電機工頻啟動和變頻啟動的曲線圖


         五、變頻器可操縱性分析


             從機組操控設備來看高壓變頻器，其穩(wěn)定的性能是用戶購買時普遍關(guān)注的。同時，由于其拖動的設備多是對機組運行工況進行調(diào)整的，比如引風機是調(diào)節(jié)爐膛負壓的設備、送風機是調(diào)節(jié)鍋爐爐膛氧量的設備，排粉機是鍋爐燃燒煤粉輸送的動力等等，因此高壓變頻的應用過程中，其可操縱性是另一個很重要的指標。


             從我廠的使用經(jīng)驗來看，北京合康億盛科技有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器，在與分散控制系統(tǒng)（DCS）的接口上比較方便，可操縱性較強，對給定和反饋狀態(tài)的方式和手段比較完備（頻率指令給定）。其監(jiān)控信號包括變頻電機的實際工作頻率、一次開關(guān)側(cè)的電流、電壓等模擬量信號，以及遠程的啟動、停止、故障報警、緊急停車等開關(guān)量信號；給定的指令是標準的4～20mADC信號，應用中其調(diào)節(jié)精度是0.2%，分辨率0.01Hz。指令輸出后，變速過程為平滑穩(wěn)定的漸進指令值，無任何的信號抖動。同時接近低轉(zhuǎn)速時，動力運轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，因此，運行的參數(shù)調(diào)節(jié)也就可調(diào)，穩(wěn)調(diào)了。預期在燃燒自動調(diào)節(jié)這個技術(shù)較復雜的控制難點上，其穩(wěn)定的可調(diào)性，為自動調(diào)節(jié)的實現(xiàn)提供了強大的支持。


             值得一提的是，由于變頻器的諧波干擾比較大，所以在與DCS的接口上，主要是模擬量信號指令和反饋，應該加信號隔離，避免諧波干擾DCS傳輸?shù)哪M量信號。這是應用過程中必須要重視的題目。


        


圖二  高壓變頻與DCS的接口圖


         六、結(jié)論


             北京合康億盛科技有限公司型號為HIVERT-Y06/061的高壓變頻器在阜康熱電責任有限公司運行3年來，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯，可以根據(jù)鍋爐的燃燒情況進行風量調(diào)節(jié)，大大進步鍋爐的穩(wěn)定性，并且節(jié)煤效果很好，進步了運行的經(jīng)濟性。


             在鍋爐引送風的燃燒系統(tǒng)中應用高壓變頻器能節(jié)能降耗，是國家大力提倡節(jié)能降耗政策不可缺少的技術(shù)手段。除此之外，變頻器對鍋爐的穩(wěn)定運行也起著決定性的作用。根據(jù)高壓變頻器的性能及工作原理，可以廣泛地應用在電力、冶金、石化、水泥、礦山等需要用到高壓電機驅(qū)動的各個行業(yè)，當然也包括象阜康熱電有限責任公司這樣的熱電行業(yè)。


機械設備狀態(tài)監(jiān)測

挑戰(zhàn)：
如何利用現(xiàn)有的技術(shù)快速開發(fā)穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以滿足對大型機械設備狀態(tài)監(jiān)測的要求。

應用方案：
采用NI公司的軟硬件測控產(chǎn)品開發(fā)機械設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以進步設備的維護水平。

使用產(chǎn)品：
LabWindows/CVI; SCXI-1000;SCXI-1140; SCXI-1141;PCI-MIO-16E

介紹：
大型旋轉(zhuǎn)機械是冶金、石化、電力等重要產(chǎn)業(yè)部分的關(guān)鍵動力設備，為了進步對它們的維修與維護水平，實時監(jiān)測它們的運行狀態(tài)變得越來越重要。為了正確實現(xiàn)對設備的狀態(tài)監(jiān)測，必須嚴格按照振動頻譜分析方法對數(shù)據(jù)的要求進行數(shù)據(jù)采集，否則采集到的數(shù)據(jù)很難用于正確分析設備狀態(tài)，而通常這種要求要比過程控制中數(shù)據(jù)采集的要求嚴格得多，主要表現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的實時性、同步性、時序性、整周期、采樣速率等方面。傳統(tǒng)的解決方案是自行設計開發(fā)以單片機為核心的數(shù)據(jù)采集設備，系統(tǒng)開發(fā)工作量大、精度低、可靠性差、系統(tǒng)維護工作量大。采用NI測控軟硬件產(chǎn)品，開發(fā)了基于PC的設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，極大地縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期，明顯地進步了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。


高壓變頻裝置在云浮電廠送風機上的應用
     摘 要： 本文著重介紹HARSVERT-A高壓串聯(lián)多電平型高壓變頻器在廣東省粵電團體云浮發(fā)電廠的應用情況，對其節(jié)電情況進行對比，說明高壓變頻裝置的應用遠景。 
關(guān)鍵詞： 多電平 高壓變頻器 應用分析


         　　廣東粵電團體云浮電廠現(xiàn)有4臺發(fā)電機組，其中1、2＃機組裝機容量為125MW，3、4#機組裝機容量為135MW。改造前1、2＃爐送風機采用擋板調(diào)節(jié)，風道壓流損失嚴重，為了節(jié)能降耗、進步機組調(diào)節(jié)性能，我廠經(jīng)多方考察認證，我們決定采用運行成熟、技術(shù)先進的變頻調(diào)速方式進行改造。變頻裝置安裝方便，只需在原斷路器與電機之間串聯(lián)變頻裝置即可，無需對負載和電機做任何改動。首先對1＃機組兩臺送風機進行試驗改造。2006年10月份，在#1爐甲、乙側(cè)送風機上安裝了兩臺HARSVERT-A06/130型高壓變頻器。通過變頻調(diào)速，實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)速連續(xù)無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬，調(diào)節(jié)精度高，效率高，實現(xiàn)了電機的軟啟動，減少了啟動沖擊及設備磨損。正常運行后，可靠性高，基本上無維護量。通過對引風機進行變頻改造而達到節(jié)能增效的目的。


         1．HARSVERT-A06/130型高壓變頻裝置原理
（1）高壓變頻器原理簡介
　　HARSVERT-A06/130型變頻裝置采用多電平串聯(lián)技術(shù)，6kV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。系統(tǒng)采用7＋1冗余結(jié)構(gòu)，當有1級模塊旁路時，系統(tǒng)仍能輸出額定電壓滿負荷運行。6kV系列有24個功率單元，每8個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。  


        


圖1：高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 


         　　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)如圖2，為基本的交-直-交單相逆變電路，整流側(cè)為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制，可得到如圖3所示的波形。


        

  
圖2：功率單元電路結(jié)構(gòu)          圖3：單元輸出的PWM波形 


         　　輸進側(cè)由移相變壓器給每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為三組，構(gòu)成48脈沖整流方式；這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使負載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。


         　　另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規(guī)低壓變頻器。


         　　輸出側(cè)由每個單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電，通過對每個單元的PWM波形進行重組，可得到如圖4所示的門路PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對電纜和電機的盡緣損壞，無須輸出濾波器就可以使輸出電纜長度很長，電機不需要降額使用，可直接用于舊設備的改造；同時，電機的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉片的機械應力。


         　　當某一個單元出現(xiàn)故障時，通過使圖2中的軟開關(guān)節(jié)點K導通，可將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其他單元的運行，高壓變頻器可持續(xù)降額運行；如此可減少很多場合下停機造成的損失。避免了由于一個大功率高壓開關(guān)器件的故障而導致的整機故障。保證了多電平變頻器的可靠性。


        

 
圖4：變頻器輸出的相電壓門路PWM波形 


       ,車間降溫水簾;  （2）該產(chǎn)品部分功能介紹
　�、貼+1單元冗余系統(tǒng)。所有功率單元正常時，電壓調(diào)制系數(shù)比正常的標準設備略低，當有單元出現(xiàn)故障旁路時，則自動提升調(diào)制系數(shù)，旁路一級時仍能夠滿電壓輸出。


         　�、趩文K旁路技術(shù)。每相8個模塊串聯(lián)，當一個功率模塊故障旁路時，與之對應的同級模塊仍繼續(xù)工作，通過中心點偏移技術(shù)使輸出電壓平衡，電壓輸出能力為95.6%，比同級旁路時輸出電壓大大進步。


         　　③掉電3秒不停機功能。在高壓變頻器高壓失電3秒內(nèi)，高壓變頻器自動減速繼續(xù)運行，3秒內(nèi)恢復高壓變頻器從最后運行頻率開始恢復運行，3秒內(nèi)高壓未恢復變頻器停機，20秒內(nèi)高壓恢復變頻器自動執(zhí)行飛車啟動。


         　�、艿碗妷貉訒r保護功能。電網(wǎng)電壓波動在＋15～－35％U0之間，高壓變頻器能夠?qū)嵤┯行У牡碗妷貉訒r保護功能，保證系統(tǒng)的可靠性。


        ,通風工程報價; 　　⑤高壓掉電恢復自動重啟功能：為避免電網(wǎng)短時失電對企業(yè)生產(chǎn)造成影響，HARSVERT-A高壓變頻用具備來電自啟動功能。當電網(wǎng)電壓消失后，高壓變頻器緊急停機，假如在20秒內(nèi)電源恢復（時間可設置），高壓變頻器會進行自動啟動，恢復停機前的運行狀態(tài)。


         　�、奕我廪D(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)啟動。為了適應國內(nèi)電網(wǎng)波動大，現(xiàn)場主動力電源母線段切換的要求，系統(tǒng)提供旋轉(zhuǎn)中再啟動功能。從而在電網(wǎng)電壓波動超過＋15～－35％U0情況下，系統(tǒng)能夠提供有效過、欠壓保護；在電網(wǎng)恢復正常后，自動搜索跟蹤電動機轉(zhuǎn)速按照設定曲線恢復正常運行狀態(tài)，保證機組安全運行不跳閘。在現(xiàn)場主動力電源母線段切換過程中，系統(tǒng)自動識別網(wǎng)側(cè)電壓變化，系統(tǒng)保護不停機；待電網(wǎng)電壓恢復后，自動啟動設備運行至給定頻率值，滿足現(xiàn)場對設備的高可靠性要求。為了滿足不同現(xiàn)場對旋轉(zhuǎn)中再啟動功能的需求，系統(tǒng)提供完備的參數(shù)設定功能，保證系統(tǒng)動作有效，保護得當。真正適應現(xiàn)場運行工況要求。


         2.變頻改造方案簡介
　　#1爐送風機是兩臺雙側(cè)布置，高壓變頻改造前送風機的風量調(diào)節(jié)由人工調(diào)節(jié)擋板來實現(xiàn)。送風機及其電機參數(shù)如下：
電動機參數(shù) 
　　型號：Y500-4-6 額定電流：118.8A 
　　額定功率：1000kW 額定頻率：50Hz
　　額定電壓：6kV 額定轉(zhuǎn)速：990r/min


         　　為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，高壓變頻器同時加裝工頻旁路裝置，當高壓變頻器異常時，停止運行，電機可以直接手動切換到工頻下運行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成（如圖5，QF為我廠原有高壓開關(guān)）。其中QS2、QS3為雙投隔離開關(guān)的兩組刀，在機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。


　　 為了實現(xiàn)高壓變頻器故障的保護，高壓變頻器對6kV開關(guān)QF進行聯(lián)鎖，一旦高壓變頻器故障，高壓變頻器跳開QF開關(guān)。工頻旁路時，高壓變頻器應答應QF開關(guān)合閘，撤消對QF開關(guān)的跳閘信號，使電性能正常通過QF開關(guān)合閘工頻啟動。


         　　高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)置西門子S7－200PLC，與現(xiàn)場DCS接口靈活方便。正常運行時，啟動、停機操縱，頻率調(diào)整由DCS控制，同時高壓變頻器狀態(tài)實時反饋給DCS系統(tǒng)。


         3.高壓變頻器運行節(jié)能效果測試情況：


         （1）高壓變頻器參數(shù)
型號  HARSVERT-A06/130 輸進電壓  6kV 
額定電流  130A 額定功率  1000kW 


         （2）電機參數(shù)
額定功率  1000kW 額定電壓  6kV 
額定轉(zhuǎn)速  990rpn 額定電流  118.8A 


         （3）節(jié)能計算
　　通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。即當電機轉(zhuǎn)速降為額定轉(zhuǎn)速的80％時，調(diào)速系統(tǒng)（高壓變頻器＋電機）從電網(wǎng)側(cè)吸收功率約降為額定轉(zhuǎn)速時的51％，因此，若工藝要求系統(tǒng)風量下降即送風機轉(zhuǎn)速下降時，節(jié)能效果十分明顯。


         　　在相同運行方式及相同工況下進行測試，數(shù)據(jù)如下：
    高壓變頻器投運前后電機實際電流的變化
    機組負荷  變頻前   變頻后   節(jié)電率  
    125MW     70A      48A       25% 
    100MW     55A      29A       40% 


         　　比較高壓變頻器改造前后，送風機電機實際消耗功率，在機組125MW負荷時，計算節(jié)電約為25％，當機組負荷為100MW，計算節(jié)電率約為40％。經(jīng)統(tǒng)計投運前、后兩個月送風機單耗，節(jié)電率為27.7％，按現(xiàn)行上網(wǎng)電價，18個月可收回全部投資。


         4.空水冷卻器簡介
　　考慮廣東地區(qū)夏天氣溫較高，利德華福為高壓變頻器配備了空水冷卻器，保證設備安全運行。


         　　空水冷卻器外形如圖6所示。從高壓變頻器出來的熱風，經(jīng)過風管連接到內(nèi)有固定水冷管的散熱器中，散熱器中通過溫度低于33℃的涼水，熱風經(jīng)過散熱片后，將熱量傳遞給冷水，變成冷風從散熱片吹出，熱量被循環(huán)冷卻水帶走，保證高壓變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度不高于40℃。


        


圖6：空水冷卻器外形圖 


   ,車間安裝負壓風機;      　　現(xiàn)場一臺高壓變頻器配置兩臺空冷器（如圖7），單臺故障時不會對系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。從實際應用情況看，室內(nèi)溫度能控制在30℃左右，效果明顯。


         　　經(jīng)綜合計算比較，空水冷卻方式的用度約為空調(diào)冷卻方式的50％。


        


圖7：空冷器與變頻器布局圖


         5.結(jié)束語
　　高壓變頻裝置由于其節(jié)能效果明顯，特別是在低負荷時更為明顯，采用變頻調(diào)速后，實現(xiàn)了電機的軟啟動，延長電機的壽命，送風機擋板全開，消除了進口風道原有的喘振，也減少了風道的磨損。良好的節(jié)能效果和調(diào)節(jié)性能，具有廣闊的推廣應用遠景。


         　　本廠兩臺設備自投運以來，運行非常可靠，未出現(xiàn)任何故障。完全可以說，本次我廠送風機高壓變頻改造項目是成功的。



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