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，我公司通過招標選購了江蘇和訊自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的常州偉創(chuàng)高壓變頻器對凝聚水泵、脫硫增壓風機等輔機進行了變頻調(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、水泵負載調(diào)速節(jié)能原理
變頻調(diào)速在水泵應(yīng)用上和風機有所區(qū)別，在很多場合，負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，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功能，采取重新更換電機中性點CT，將其控制信號接進QF2開關(guān)柜內(nèi)綜保裝置，參與差動保護，完善電機保護功能。
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，維護量少，保護功能完善。正常運行時，每段電源各帶一臺壓縮機;當單段電源故障時，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，可以通過風道回路設(shè)置的風門實現(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。
常州偉創(chuàng)變頻器生產(chǎn)的高壓變頻器技術(shù)先進、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，電機啟動電流遠遠小于額定電流，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，減少了檢驗維護開支，節(jié)約大量維護用度。
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