高频斩波串级调速系统在火电厂的应用
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正常情 况下一次风机调速运 行 ，通过调节转速来控制一次风压， 入 口调门在全开状态 ，调 门不参与风压调整 ，当斩波装置故障时 自 动 切除斩波装置 ， 电机转 为全速运行 ， 口调门跟踪一次风压 自动关小 。 入 参 与风压调整。在相 同煤质 和燃烧方式 （ 一次风压相 同、所投燃烧器 数量及位置相同、蒸 汽压力 、温度相同 ） 且工况稳定 的情况下 ，分别 在全速和调速状态下采集多组数据求平均数 ， 能情况相关数据如表 节 ３ 以＃ 炉两台一次风机 总功率为例 ）全速， （ ｌ ， 调速运行耗 电量对 比情况 如图 ２ ，全速运行时风机调 门开度与节省电量之 间的关系如图 ３
１ ３ ｌ ４ １ ５ １ ６ １ ７ １ ８ １ ９ ２ ０
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７
反馈 电压 反馈电流 最低转速 额定转速 接线方式 防护等级 绝缘等级 重量
Ｖ Ａ ｒ ｐ ｍ ｒｍ ｐ
ｋ ｇ
７２ ５ ３２ ３ ６７ ６ ｌ ８ ４７ ２ ／ 厶 Ｙ２ Ｉ ５ Ｐ４ Ｆ ６０ ５０
系统调速改造后 ，节能效果非常显 著。
【 关键词】 节能减排 高频斩波 厂用 电 一次风机 中图分类号：Ｔ ３４ Ｎ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ — １ ｘ（０ ２ 卜１ ２０ ０ ９ ９４ ２ １ ）１ ６— １
前 言
在火 电厂 中，高压风机和水 泵所消耗的电能在厂用 电中占据中绝 对的比例 ，风机设备如一次风机 、送风机 、引风机等主要用于锅炉燃 烧系统 、烘干 系统、玲却 系统 、通风系统等场合 ，根据生产需要对炉 膛压力 、风速 、风量、温度等指标进行控制 和调节以适应工艺要求和 运行 工况。而最常用的控制手段则是调节风 门、挡板开度 的大小来调 整受控对象 。这样 ，不论生产的需求大小 ，风机都要全速运转 ，而运 行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节 流损失滑耗掉 了。在生产 过程中 ， 不仅控制精度受到限制 ，而且还造成大量的能 源浪费和设备 损耗。从而导致生产成本增加 ，设备使用 寿命缩短 ， 设备维护 、维修 费用高居不下 。泵类设备如凝结水泵、电动 给水泵 、 循环水泵等在不 同的工况下要求其 出力情况也不 同，通常采用调整 阀、回流阀、截止 阀等节流设 备进行流量 、压力、水位等信号的控制 。这样 ，不仅造成 大量的能源浪费 ， 管路、阀门等 密封性能的破坏 ；还加速了泵腔 、阅 体的磨损和汽蚀 ， 严重时损坏设备 、 影响生产、 危及产品质量 。 风机 泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行 ， 存在启动电流大 、 机械 冲击、电气保护特性差等缺点。大大影响设备使用寿命。高频斩 波技术的发展和应用解决 了以上缺点，明显降低 了电厂的厂用电率 。 ２ ０ 年和 ２０ ０８ ０９年商 丘裕东某火电厂分别对＃ 、＃ 炉一次风机进行技 ｌ ２ 改，采用 了 Ｓ Ｃ高频斩波 串级调速技术 ， Ｅ 其运行和节能情况如下文介
． ．
、
ｓ Ｃ高频斩波 串级调速系统的原理 Ｅ
表２ 高频斩波装 置主要技术参数 规格型号 ２ ２ １０ － ．６ ＹＱ － ０ ０ Ｏ５ 起动时间 Ｓ ｌ— ０ ０ ６ 额定功率 Ｋ Ｗ ｌ０ ０ｏ
转 子 电流流器整流为直流电压 ，再经高 频斩 波器斩波 ，通过控制 ＩＢ Ｇ Ｔ的开关占空 比大小 ， 可调节等效附加 电势 的值 ，从而改变转子 电流 ，进而调节电机电磁 功率 ，调节电机的 转速 。电机转速在低于同步转速 以下时将转子回路的转差功率回收 ， 通过反馈绕组反送于电网 （ 通过 电机定子 ） 达到高效节 能目的。高频 、 斩波调速装置 由启动单元、整流器单元、斩波单元和有 源逆变单元组 成。正常运行方式为 ：液阻启动调速运行 。其主接线图如 图 １ ：
８ ９ １ ０ ｌ ｌ １ ２ ｌ ３ １ ４ １ ５ １ ６
Ａ Ｖ
％
％
图１
二 、高频斩波串级调速系统在火电厂 中的应用情况
商丘裕东某火电厂装机容最 ２ ３０ｉ × ０ｂ Ｗ，撑１ 炉一次风机各配 、２ 置 一 套 Ｓ Ｃ Ｏ 一 ／ ０ ／ 型 Ｓ Ｃ 系 列 高 频 斩 波 调 速 装 置 和 Ｅ Ｎ Ｉ６ ００ １ ４ Ｅ ＹＲＣＴ ＫＫＳ ０ ４型绕线式异步电机 ，电机及高频斩波装置相关参数如 ０ 表１ 、表 ２
应 舟 技 术 Ｉ
ｃ ｉ ａ ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｉｗ ｌｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙＲｖ ｅ ｌ
高频斩波串级调速系统在火 电厂的应用
孙建军 刘福利
（ 河南煤化永煤集团裕东发电厂 河南 永城 ４ ６０ ） ７６ ０
【 要】 摘 高频斩波技 术是现代化电气传动的主要发展方 向之一 ，它不仅调速曲线平滑 ，调速范围大 ， 效率 高 ， 启动 电流小 ，运行平稳 ，而且 节能效果 良好 ， 是风机、泵类设备的最佳的节能改造技术。实践证明 ， 在火电厂特别是调峰电厂高压风机、 泵的电动机采用高频斩波串级调速 水
转子 电压 防护等级 平均调速效率 额定功率 因数 额定直流 电流 额定直流 电压 起 动电流 谐波含量 过载能力 调速精度 外壳防户等级 冷却方式
Ｖ
％
ｌ０ １ ４ Ｉ２ Ｐ０ ９ ９ ＞ ． Ｏ５ ８ ７０ ０ ９０ ０ １ 倍的额定 电流 ． ２ ≤３ １８ ．倍的额定负荷 ≥９ ９． ８ Ｉ２ Ｐ０ 强制风冷
绍。
一
５
６ ７ ８ ９ １ ０ ｌ ｌ ｌ ２
频率
极数 调 速 下 限 额定效率 功率 因数 过载倍数 转子 电压 转 子电流
Ｈ Ｚ
％
５ ０
４ ５ ０ ９． ４３ ７ ０ Ｏ ．９ ９ １ ． ８ ｌ０ ｌ４ ５４ ５
％
Ｖ Ａ
正常情 况下一次风机调速运 行 ，通过调节转速来控制一次风压， 入 口调门在全开状态 ，调 门不参与风压调整 ，当斩波装置故障时 自 动 切除斩波装置 ， 电机转 为全速运行 ， 口调门跟踪一次风压 自动关小 。 入 参 与风压调整。在相 同煤质 和燃烧方式 （ 一次风压相 同、所投燃烧器 数量及位置相同、蒸 汽压力 、温度相同 ） 且工况稳定 的情况下 ，分别 在全速和调速状态下采集多组数据求平均数 ， 能情况相关数据如表 节 ３ 以＃ 炉两台一次风机 总功率为例 ）全速， （ ｌ ， 调速运行耗 电量对 比情况 如图 ２ ，全速运行时风机调 门开度与节省电量之 间的关系如图 ３
１ ３ ｌ ４ １ ５ １ ６ １ ７ １ ８ １ ９ ２ ０
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７
反馈 电压 反馈电流 最低转速 额定转速 接线方式 防护等级 绝缘等级 重量
Ｖ Ａ ｒ ｐ ｍ ｒｍ ｐ
ｋ ｇ
７２ ５ ３２ ３ ６７ ６ ｌ ８ ４７ ２ ／ 厶 Ｙ２ Ｉ ５ Ｐ４ Ｆ ６０ ５０
系统调速改造后 ，节能效果非常显 著。
【 关键词】 节能减排 高频斩波 厂用 电 一次风机 中图分类号：Ｔ ３４ Ｎ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ — １ ｘ（０ ２ 卜１ ２０ ０ ９ ９４ ２ １ ）１ ６— １
前 言
在火 电厂 中，高压风机和水 泵所消耗的电能在厂用 电中占据中绝 对的比例 ，风机设备如一次风机 、送风机 、引风机等主要用于锅炉燃 烧系统 、烘干 系统、玲却 系统 、通风系统等场合 ，根据生产需要对炉 膛压力 、风速 、风量、温度等指标进行控制 和调节以适应工艺要求和 运行 工况。而最常用的控制手段则是调节风 门、挡板开度 的大小来调 整受控对象 。这样 ，不论生产的需求大小 ，风机都要全速运转 ，而运 行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节 流损失滑耗掉 了。在生产 过程中 ， 不仅控制精度受到限制 ，而且还造成大量的能 源浪费和设备 损耗。从而导致生产成本增加 ，设备使用 寿命缩短 ， 设备维护 、维修 费用高居不下 。泵类设备如凝结水泵、电动 给水泵 、 循环水泵等在不 同的工况下要求其 出力情况也不 同，通常采用调整 阀、回流阀、截止 阀等节流设 备进行流量 、压力、水位等信号的控制 。这样 ，不仅造成 大量的能源浪费 ， 管路、阀门等 密封性能的破坏 ；还加速了泵腔 、阅 体的磨损和汽蚀 ， 严重时损坏设备 、 影响生产、 危及产品质量 。 风机 泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行 ， 存在启动电流大 、 机械 冲击、电气保护特性差等缺点。大大影响设备使用寿命。高频斩 波技术的发展和应用解决 了以上缺点，明显降低 了电厂的厂用电率 。 ２ ０ 年和 ２０ ０８ ０９年商 丘裕东某火电厂分别对＃ 、＃ 炉一次风机进行技 ｌ ２ 改，采用 了 Ｓ Ｃ高频斩波 串级调速技术 ， Ｅ 其运行和节能情况如下文介
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ｓ Ｃ高频斩波 串级调速系统的原理 Ｅ
表２ 高频斩波装 置主要技术参数 规格型号 ２ ２ １０ － ．６ ＹＱ － ０ ０ Ｏ５ 起动时间 Ｓ ｌ— ０ ０ ６ 额定功率 Ｋ Ｗ ｌ０ ０ｏ
转 子 电流流器整流为直流电压 ，再经高 频斩 波器斩波 ，通过控制 ＩＢ Ｇ Ｔ的开关占空 比大小 ， 可调节等效附加 电势 的值 ，从而改变转子 电流 ，进而调节电机电磁 功率 ，调节电机的 转速 。电机转速在低于同步转速 以下时将转子回路的转差功率回收 ， 通过反馈绕组反送于电网 （ 通过 电机定子 ） 达到高效节 能目的。高频 、 斩波调速装置 由启动单元、整流器单元、斩波单元和有 源逆变单元组 成。正常运行方式为 ：液阻启动调速运行 。其主接线图如 图 １ ：
８ ９ １ ０ ｌ ｌ １ ２ ｌ ３ １ ４ １ ５ １ ６
Ａ Ｖ
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图１
二 、高频斩波串级调速系统在火电厂 中的应用情况
商丘裕东某火电厂装机容最 ２ ３０ｉ × ０ｂ Ｗ，撑１ 炉一次风机各配 、２ 置 一 套 Ｓ Ｃ Ｏ 一 ／ ０ ／ 型 Ｓ Ｃ 系 列 高 频 斩 波 调 速 装 置 和 Ｅ Ｎ Ｉ６ ００ １ ４ Ｅ ＹＲＣＴ ＫＫＳ ０ ４型绕线式异步电机 ，电机及高频斩波装置相关参数如 ０ 表１ 、表 ２
应 舟 技 术 Ｉ
ｃ ｉ ａ ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｉｗ ｌｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙＲｖ ｅ ｌ
高频斩波串级调速系统在火 电厂的应用
孙建军 刘福利
（ 河南煤化永煤集团裕东发电厂 河南 永城 ４ ６０ ） ７６ ０
【 要】 摘 高频斩波技 术是现代化电气传动的主要发展方 向之一 ，它不仅调速曲线平滑 ，调速范围大 ， 效率 高 ， 启动 电流小 ，运行平稳 ，而且 节能效果 良好 ， 是风机、泵类设备的最佳的节能改造技术。实践证明 ， 在火电厂特别是调峰电厂高压风机、 泵的电动机采用高频斩波串级调速 水
转子 电压 防护等级 平均调速效率 额定功率 因数 额定直流 电流 额定直流 电压 起 动电流 谐波含量 过载能力 调速精度 外壳防户等级 冷却方式
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ｌ０ １ ４ Ｉ２ Ｐ０ ９ ９ ＞ ． Ｏ５ ８ ７０ ０ ９０ ０ １ 倍的额定 电流 ． ２ ≤３ １８ ．倍的额定负荷 ≥９ ９． ８ Ｉ２ Ｐ０ 强制风冷
绍。
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６ ７ ８ ９ １ ０ ｌ ｌ ｌ ２
频率
极数 调 速 下 限 额定效率 功率 因数 过载倍数 转子 电压 转 子电流
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４ ５ ０ ９． ４３ ７ ０ Ｏ ．９ ９ １ ． ８ ｌ０ ｌ４ ５４ ５
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