高压变频调速系统在煤粉炉引风机的控制应用
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高压变频在240T/H循环流化床锅炉引风机上的应用调试摘要:本文着重介绍RHVC高压变频器在北郊热电厂的应用情况,针对此类变频器在调试中出现的低频升速时电流过大以及升至39Hz后无法再增加频率的问题,说明高压变频装置在调试中需注意的问题。
关键词:高压变频调速引风机U/f控制曲线名词解释:压频比(U/f曲线):指变频器运行时,变频器输出电压和输出频率之比,它是变频器最常用、最简单的控制方式。
U与Fde 比例关系是考虑了电动机特性而预先设定。
高压交流变频调速技术是上世纪90年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术,主要用于交流电动机的变频调速,其技术和性能胜过其它任何一种调速方式(如降压调速、变极调速、滑差调速、内反馈串级调速和液力耦合调速)。
变频调速以其显著的节能效益、高精确的调速精度、宽范围的调速范围、完善的电力电子保护功能,以及易于实现的自动通信功能,得到了广大用户的认可和市场的确认,在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面,也给使用者带来了极大的便利和快捷的服务,使之成为企业采用电机节能方式的首选。
1 锅炉引风机的运行工况及特点北郊热电厂一台240t/h循环流化床锅炉装有两台引风机,均为离心风机,风量调节为入口挡板调节方式;运行中,风量随锅炉负荷变动,当需要调节风量时,由于风机的转速无法调整,故只能通过入口挡板开度来解决风量的问题,引风机的入口挡板开度最大不到85%左右。
由于这样的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力,而驱动源的输出功率并没有改变,节流损失相当大,浪费了大量电能。
致使厂用电率高,供热成本居高不下。
由于这些调节装置的响应速度,及与风量的非线性关系,使得同锅炉DCS系统配合不利,自动化水平大大降低;同时,电机工频直接启动时会产生5~7倍的冲击电流,对电机及其我厂6kVⅤ段高压配电系统构成损害。
为此采用变频调节方式对风机系统进行改造,以减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性。
2 高压变频器设计方案:为了满足2台引风机实际运行工况需求,特设计采用“一拖二”变频控制,共有1套引风机变频调速系统。
高压变频器在锅炉引风机上的应用【摘要】本文介绍了基于变频器锅炉引风机节能控制系统。
讨论了控制系统的节能原理及控制工艺,进行了节能分析,实际使用证明,该控制系统控制效果良好,节能效果十分明显。
【关键词】引风机变频器节能1 原系统运行情况热力车间4#锅炉为75t/h锅炉,锅炉引风机电机是10kV高压电机,锅炉是燃烧工业煤气(高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气)产生蒸汽送至汽轮机作功,由汽轮机带风机及发电机分别用于高炉供风和发电。
为了保证电机的安全稳定运行,选用的风机电机的备用容量较大。
机组满负荷运行时,吸风机入口挡板开度约60%。
在变频改造之前,4#锅炉引风机工频运行,出口风量的调节只能通过调整出口挡板来实现,在低于额定负荷40%时,引风机出口挡板振动加剧,锅炉出现过挡板被振断裂的情况,影响锅炉的安全运行。
其次风量控制采用档风板控制,挡板阻力将消耗一部分无用功率,造成厂用电率高,影响机组的经济运行。
为了节约能源,降低厂用电率,保护环境,简化运行方式,减少转动设备的磨损等,我公司决定对风机采用高压变频器控制系统。
我公司采用高压变频器是HARSVERT V A10/30。
2 HARSVERT V A10/30型高压变频器原理及特点Harsvert-V A系列高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构(简称CSML)。
由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,高压主回路与控制器之间为光纤连接,安全可靠;精确的故障报警保护;具有电力电子保护和工业电气保护功能,保证变频器和电机在正常运行和故障时的安全可靠。
采用功率单元串联,而不是功率器件串联,器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压,器件不必串联,不存在器件串联引起的均压问题。
直接使用低压IG BT功率模块,器件工作在低压状态,不易发生故障;变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行,变频器的10KV主电源完全失电时,变频器可以在3秒内不停机,能够全面满足变频器动力母线切换时不停机的需要。
高压变频技术在300MW火电机组引风机上的应用摘要:对引风机电机进行了高压变频技术改造,采用一拖一手/自动控制系统,可实现引风机在0~50Hz 之间任一工况下运行,尤其在低负荷低频率运行期间,节能效果突出,对降低机组厂用电率、提高发电企业市场竞争力起到了关键的作用,同时对引风机变频运行的间接收益和运行中存在的问题进行了阐述。
关键词:引风机;高压变频;节能0 引言近几年,由于我国工业能耗居高不下,严重制约我国经济的发展,节能技术改造逐渐成为大家关注的焦点,为此政府部门明确提出将高压变频技术作为重点发展的节电技术之一,大力推广高压大功率变频调速示范工程。
火电厂作为高耗能企业首当其冲,同时为了提高企业运营效益,使企业在同行业同类型机组中占有优势,高压变频技术就顺其自然的应用在了高压电机上,本文就阐述了高压变频技术在300MW火电机组引风机电机上的应用,通过对比、分析、计算,说明高压变频技术的可行性和重要性。
1 概述本文所述机组锅炉为上海锅炉厂生产的300MW亚临界自然循环汽包炉,引风机电机生产厂家为湘潭电机厂,型号YFKK710-6,额定功率2700KW,额定电压6000V,额定电流318A,额定转速992rpm,功率因数0.82;风机为四川成都鼓风机厂生产的静叶可调轴流式风机,型号AN262e(V19+4°),压升5613/6763Pa,流量1043251/1147576 m3/h。
机组正常运行中,引风机电机耗电率几乎占厂用电率的1%,尤其机组在低负荷150MW左右运行期间,由于引风机入口调节静叶开度较小,一般在30%左右,节流损失较大,导致引风机耗电率的比例相对更大。
为了降低机组厂用电率,提高经济效益,对引风机电机采用高压变频技术改造。
引风机高压变频器是引进澳大利亚先进技术,由上海通用广电工程有限公司生产的Reliability Plus系列高压IGBT变频器,具有技术先进、安全可靠、节能效果显著的特点;控制系统应用无速度传感器矢量控制技术,并采用32位高速数字信号处理器DSP进行全数字控制;调速装置采用单元串联多电平结构,一体化高可靠设计,输入采用多重化隔离变压器实现滤波抵消,不对电网产生谐波污染,输出采用多电平移相式PWM,具有较低的输出电压谐波。
变频调速器在锅炉引风机控制系统中的应用112 不详1 引言 对风机采用变频调速达到对风量的调节比通常采用调节风门挡板控制风量的方法有显著的节电效果。
表达风机基本特性的参数是风量 Q 、风压 H 、功率 P 和效率 h 。
风机总功率P t = Qh t / 102 (1)式中 P t ——总功率, kWQ ——风量, m 3 /sH t ——全风压, H t = H s +Hd , kg · m / m 3H s ——静压H d ——动压全压效率h t = Qh t /102P t (2) 当风机的转速从 n 1 变为 n 2 时, Q 、 H 、 P 大致变化关系为Q 2 = Q 1 (n 2 / n 1 ) H 2 = H 1 (n 2 / n 1 ) 2(3) P 2 = P 1 (n 2 / n 1 ) 3由式 (3) 可知,风机功率同风机转速的立方成正比,所以当风机的转速变化时,风机的功率会有较大的变化。
工业锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现锅炉安全经济运行的关键,锅炉炉膛的负压是一个重要的控制参数。
传统的炉膛负压控制方式是当电机以恒速运行时通过一次仪表检测炉膛的负压,再同负压给定值比较,经 PI 运算后,由电动或气动执行器控制风机引风挡板开口度,即改变风阻调节引风量达到调整燃烧的效果。
在实际应用中,引风挡板的开口度一般在 70% ~ 80% ,相当一部分电能消耗在引风挡板的阻力降上,造成电能的浪费。
另外挡板的机械联接结构在挡板的调节过程中存在滞后,线性度差,调节性能不太好。
在负压闭环控制中,若负压过大,还会造成炉内燃料的浪费,负压过小,又会影响燃料的充分燃烧,进而影响到锅炉蒸汽的质量。
但其优点是控制方法简单,设备量小,可靠性高,维修方便。
采用变频调速技术,将原有的风门挡板开至最大,应用负压闭环控制,通过调节风机电机的转速即直接调节风量来实现锅炉负压自动调节控制,能够更好地满足生产要求,又达到了节电和节省燃料的目的。
变频调速装置在锅炉引风机节能改造中的应用随着社会经济的不断发展,能源资源的消耗问题日益凸显。
为了降低能源消耗、减少环境污染,各行各业都在积极探索节能减排的途径。
作为工业生产中不可或缺的设备,锅炉在节能改造中扮演着重要的角色。
而在锅炉节能改造中,变频调速装置在引风机上的应用更是备受重视。
本文将从变频调速装置的工作原理、在锅炉引风机上的应用以及节能效果等方面进行探讨。
一、变频调速装置的工作原理变频调速装置是一种用来控制马达旋转速度的电子装置,它能够改变交变电流的频率从而实现对马达转速的调控。
在传统的调速方式中,一般采用变压调速、机械调速等方式,但这些方式存在效率低、维护成本高等问题。
而采用变频调速装置可以更加精准、高效地实现马达转速的调节,从而实现节能减排的目的。
变频调速装置的工作原理如下:通过改变交流电压的频率来控制电机的转速,实现对设备的精确调速。
这种方式可以适应不同工况下的需要,保证设备始终处于最佳运行状态。
通过减少设备的启停次数,延长设备的使用寿命。
锅炉引风机是锅炉系统中的重要设备,它的主要作用是为锅炉提供燃烧所需的空气。
在传统的锅炉系统中,引风机的运行一般采用定速方式,无法根据实际燃烧需求进行调节。
这样既不能满足锅炉在不同工况下的需求,也会造成能源的浪费。
在锅炉引风机的节能改造中,引入变频调速装置是一种行之有效的方法。
通过安装变频调速装置,可以根据锅炉的实际燃烧需求来调节引风机的转速,使其始终处于最佳状态。
这样不仅可以提高引风机的运行效率,降低能耗,还可以减少机械振动和噪音,延长设备的使用寿命。
以某锅炉厂的引风机节能改造为例,通过将引风机的传统调速方式改为变频调速,取得了显著的节能效果。
在原有设备的基础上,安装了变频调速器,通过对引风机的电源进行变频调节,使其能够根据锅炉的实际燃烧需求进行调速。
通过对比改造前后的数据,可以明显看出,引风机的变频调速装置的节能效果非常显著。
在实际运行中,引风机的功耗明显下降,不仅减少了电能消耗,还提高了设备的整体运行效率。
变频调速技术在引风机中的应用卢军/长沙民政职业技术学院摘要:简要介绍了变频调速的工作原理,并对“森兰”SB12系列变频器在火化机工况中的使用情况和效果进行了分析,同时还就其与传统的火化设备引风电机控制方法所产生的节能效益进行了详细的比较。
关键词:变频器;引风机;火化机;应用中图分类号:TM92 文献标识码:B文章编号:1006-8155(2007)04-0060-03Application of Frequency Conversion and Velocity Modulation for Wind FansAbstract:This paper introduces the working principle of frequency conversion and velocity modulation, and analyzes the operation and effect of the “Senlan” SB12 series transducer on the cremation mode condition. Simultaneously, the detailed comparison with energy-saving benefit derived from controlling methods of wind motor of conventional cremation equipment is carried out.Key words: transducer;wind fan;cremation drive;application0 引言在火化技术中,鼓风机、引风机、油泵类等设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、烟道挡板等相关设备的节流损失,以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%,是一笔不小的生产费用开支。
随着经济改革的不断深入,市场竞争的不断加剧;节能降耗已成为殡葬企业降低生产成本、提高服务质量的重要手段之一。
高压变频技术在引风机改造中的应用结合济三电力有限公司超低排放改造项目,从设备选型、变频器优点、逻辑控制、调试中问题、经济性多方面进行分析和总结,针对调试中出现指令反应延迟等问题,提出了设备优化和运行方面的意见.采用高压变频技术对锅炉引风机进行调速改造后,实现了“软启停”,延长了设备使用寿命,取得了较明显的经济效益,对大容量电机变频改造具有一定的参考价值.标签:高压变频;调速;功率单元;引风机1引言济三电厂采用的是哈尔滨锅炉厂440T循环流化床锅炉,配置2台引风机,改造前电机功率为1250kW,额定电压为6kV,6kV开关为陕西宝光KYN44-12-1600A型真空开关(CT:300/5A;综保:南瑞RCS-9626CN)。
机组运行时引风量由DCS系统根据锅炉负荷自动调节开度进行控制,机组进行半干法超低排放改造后,在引风机与原布袋除尘器出口之间增加了脱硫塔及超净布袋除尘器设备,增加了阻力,同时增加了引风机能耗,因此必须对引风机进行改造,以降低能耗,提高设备运行可靠性,该变频器改造项目就是在这种背景下提出来的。
2设备选型高压变频装置选型时营关注以下几个方面:(1)可靠性.高压变频调速改造的前提是要确保机组运行的可靠性和稳定,否则节能无从谈起.因此,需要对变频器功率单元、冷却系统及故障诊断等方面进行分析和对比。
(2)输入的电压波动范围宽.电厂因备用电源投入、大容量电机直接启动等原因,有可能导致厂用电压波动较大,因此就要求变频器能够在较宽的电压范围内连续稳定运行。
(3)输出波形及对电机适用性.输出谐波对电机的影响主要有:引起电机附加发热,导致电机的额外温升,电机往往要降额使用,谐波还会引起电机转矩脉动,噪音增加。
(4)国产品牌和进口品牌.随着国内高压变频器行业的迅速发展,国产主流高压变频器在功能、可靠性等方面已经达到国际水平,在成本和服务方面则占据很大优势。
基于以上考虑,经公开评标,最后中标产品为新风光公司变频器。
变频调速技术在煤炭机电运行中的应用发表时间:2019-04-22T15:11:22.790Z 来源:《科技研究》2019年1期作者:徐茂毛雯俊[导读] 煤炭行业对我国经济发展起到推动的作用,在煤炭行业生产过程中,机电设备是生产的核心,为了减少行业电能的浪费,降低电费成本的支出,机电设备经常要根据生产的具体情况来改变频率,在我国科学技术不断发展中,变频调速技术的出现,大大满足了煤炭行业的需求。
为了变频调速技术可以更好的应用到煤炭机电运行中,本文将通过对变频调速技术原理以及优势进行分析,探究变频调速技术在煤炭机电运行中的应用。
徐茂毛雯俊(昆明煤炭科学研究所云南昆明 650041)摘要:煤炭行业对我国经济发展起到推动的作用,在煤炭行业生产过程中,机电设备是生产的核心,为了减少行业电能的浪费,降低电费成本的支出,机电设备经常要根据生产的具体情况来改变频率,在我国科学技术不断发展中,变频调速技术的出现,大大满足了煤炭行业的需求。
为了变频调速技术可以更好的应用到煤炭机电运行中,本文将通过对变频调速技术原理以及优势进行分析,探究变频调速技术在煤炭机电运行中的应用。
关键词:煤炭机电;变频调速;原理;优势应用一、变频调速技术的原理说到变频调速技术,人们最常接触到的就是家电,特别是在冰箱上,很多厂家都会将该项技术应用其中,变频调速技术是让电源的频率根据电器工作情况自动改变,改变耗电量大的问题,在变频调速技术不断成熟的过程中,煤炭行业认识到变频调速技术的优势,并将其合理的应用到煤炭机电运行中,有效降低了行业的耗电量,提升煤炭行业的经济效益。
对于变频调速技术的原理来说,主要是将微机技术与电力电子技术以及电机传动技术进行有效结合,通过整流桥的方式将机电运行中工频交流电压进行改变,当工频交流电压转变成为直流电压后,在通过逆变器将其转换成频率和电压可调的交流电,从而为电机提供电源,使电机可以在满足需求的电压和电流下进行正常运转,变频调速技术可以根据机电运行时的负载变化进行自动频率的转变,使电源在平稳的速度下增速或者减速,有效提高机电运行的工作效率,同时还能有效降低煤炭生产企业成本的支出。
高压变频调速系统
在煤粉炉引风机的控制应用
1、引言
电力资源是资源战略问题中的重中之重,是国民经济和社会发展的重要基础。
风机是火力发电厂最重要的辅助设备之一,锅炉的四大风机的总耗电量约占机组发电量的2%左右。
由于设计的考虑,而导致风机型号的层层加码,电站锅炉的风机的风量和风压富裕度达20%~30%是很常见的事情,因此对其开展节能减排,意义重大。
2、用户情况简介
青岛热电集团公司是国有独资大型热电联产企业,主要担负着为青岛市企、事业单位和居民供热及部分发电任务。
自1993年成立以来,形成了供热、发电、热力工程设计与施工、热力产品制造与经营、新型建材、房地产开发等多种产业并举的热电发展新格局。
2001年公司推出“暖到家”服务品牌,成为全国供热行业中首家注册服务商标的企业。
为了建设资源节约型和环境友好型企业,青岛热电股份有限公司决定对其1#、2#的75t/h煤粉炉的引风机开展变频改造,进一步降低能耗,提高企业的核心竞争力。
改造前,引风机采用风门调节,风门最大开度不超过60%。
引风机电动机的主要参数及运行数据如下:
3、现场控制要求及改造方案介绍
由于是厂内的第一例煤粉炉的引风机变频改造,厂家非常重视,作为一个交钥匙工程,同时也希望对其后的几台煤粉炉变频改造提供一个样本。
除了对变频器本身的一些基本性能要求可靠外,还包括如下几项:
①变频装置有自动切换的电源旁路系统,采用一拖二控制,可使两台电机任意一台变频运行而另一台工频运行。
②要求提供远程控制后台(用户机组控制系统未采用DCS 集控系统)。
③变、工频互切要求平稳可靠,保证锅炉不灭火、不产生正压、不会产生安全事故。
④变频转工频时风门由全开自动调整到合适角度的时间能满足实际工况的要求。
⑤变频故障且工频投入失败时,发出大联锁信号。
⑥两个切换柜之间、切换柜与开关柜之间闭锁试验满足要求。
经过厂家多方调研对比及招标,最终决定采用由广州智光电气股份有限公司生产的ZINVERT型系列智能高压变频调速系统,其改造方案如下图所示:
利用原备用开关柜做变频器的进线电源开关,增加两套自动切换柜做为变频器一拖二的选择及变频自动旁路运行切换系统。
采用一台工频、一台变频运行方式:
选择M1变频;
切换柜1的J1、K1闭合,切换柜2的K2闭合,J2断开,同时变频器输出闭锁节点使M1电机进线断路器合闸回路切断;M2电机进线断路器可正常操作;在确认J1、J2、M1进线断路器状态后允许闭合变频进线断路器,M1变频运行。
选择M2变频;
切换柜2的J2、K2闭合,切换柜1的K1闭合,J1断开,同时变频器输出闭锁节点使M2电机进线断路器合闸回路切断;M1电机进线断路器可正常操作;在确认J1、J2、M2断路器状态后允许闭合变频进线断路器,M2变频运行。
为满足现场运行的以上要求,针对性的设计如下:
①提供有专用遥控台,并根据用户要求,两个机组分别设有频率调节器,根据对应的电机变频运行时选择调节器。
②ZINVERT系统成熟的转速追踪技术,无冲击启动任何转速下的电机,可保证变、工频互切时锅炉不灭火、不产生正压、不会产生安全事故。
③变频转工频时需要风门全开自动调整到合适角度后切换,由于厂家的风门调节器无反馈信号,采用变频器来控制关风门的时间,通过现场试验、修改变频器控制器一个时间参数,很方便的选择最合适的关风门时间,保证了变、工频互切时电机、锅炉、机组的过渡平稳。
④增加了大联锁信号。
一是变频器故障且电机工频投入失败,二是变频器电源母线失电且备用电源投入失败,而电机工频电源亦失电,三是变频器电源母线失电且备用电源投入失败,而电机工频投入亦失败,四是电机在工频运行时电机开关跳闸,几种情况下均发出大联锁信号。
⑤除了本身的电气互锁以外,还额外增加了切换柜与进线开关柜之间的互锁。
如J1与J2互锁,J1与M1进线开关柜互锁,J2与M2进线开关柜互锁。
⑥根据用户要求,增设现场事故按钮,当现场发出紧急事故信号时,变频器会紧急停机,并同时发出大联锁信号。
通过以上的一些针对性设计,很好的满足了保证机组稳定、可靠运行的要求,所有功能均经过双方现场严格试验后,都达到了预期的效果。
4、改造后的节能情况
引风机变频器于2007年10 月正式投入运行以来,连续无故障稳定运行,节能效果显著。
由于机组负荷变动,节能比例在一个范围内波动,经过对改造前、后几个月的引风机用电量比较,得出了节能比例在40%以上,当负荷低时,节能效果则更明显。
引风机变频改造前后的各一时段基本相同蒸发量情况下可
比的运行平均工况如下:
引风机采用变频改造后,体现出的以下效果令用户很满意:1)节能效果明显:节能比例在40%以上。
2)噪音大大减小,改善运行人员的工作环境:采用变频调节后,由于通过调节电机转速实现调节,风门全开,风机、风管的噪音大大下降,现场运行人员反映良好。
3)设备运行与维护费用下降:采用变频调节后,由于通过调节电机转速实现节能,在负荷率较低时,电机、风机转速也降低,主设备及相应辅助设备如轴承等磨损较前减轻,维护周期可加长,设备运行寿命延长。
4)网侧功率因数提高:采用高压变频调节系统后,电源侧的功率因数可提高到0.95以上,大大的减少无功功率需求,提高机组发电无功输出能力。
5)用高压变频调速装置后,可对电机实现软启动,启动时电流不超过电机运行额定电流的1.2倍,对电网无任何冲击,电机使用寿命增长。
5、结语
青岛热电集团公司#1、#2 机组引风机采用ZINVERT系列高压变频器节能改造,高压变频器设备投运至今运行稳定,显著的节能效果也为热电厂降低厂用电率,降低了发电成本;运行效果显示,煤粉炉引风机采用高压变频调节,满足了炉膛风量风压控制要求,提高控制水平,保证了机组运行稳定性,说明对老式的煤粉炉进行高压变频节能改造是切实可行的。
参考文献
[1] 循环流化床锅炉设备及系统,朱皑强,芮新红编,北京,中国电力出版社,2004。
[2] ZINVERT系列高压变频调速系统培训教材,广州,广州智光电气股份有限公司,2006。